Девять научных проектов, требующих интенсивной вычислительной обработки
– от прогнозирования структуры белка до моделирования процессов пенообразования
– выиграли конкурс на использование машинного времени двух суперкомпьютерных
систем IBM Blue Gene/L, одна из которых развернута в Аргоннской национальной
лаборатории (Argonne National Laboratory) Министерства энергетики США (U.S.
Department of Energy, DOE), а другая – в принадлежащем IBM Исследовательском
центре им. Т. Дж. Уотсона (T.J. Watson Research Center) в г. Йорктаун Хайтс
(Yorktown Heights), штат Нью-Йорк. Конкурс проводился в рамках программы
INCITE (Innovative and Novel Computational Impact on Theory and Experiment
– Инновационные вычислительные технологии в теории и эксперименте) под эгидой
Министерства энергетики США. Проектам-победителям выделено около 10 млн.
часов суммарного машинного времени обоих суперкомпьютеров в расчете на один
процессор. Конкурс выиграли пять новых проектов и четыре проекта, находящиеся
на разных стадиях реализации. Новые проекты: • Келли Андерсон (Kelly Anderson)
из компании Procter Gamble Co. проведет исследование молекулярных механизмов
образования пузырьков в пене; данное исследование призвано помочь в разработке
пожаробезопасных химикатов и экологически чистых потребительских товаров.
• Джулия Галли (Giulia Galli) из университета Калифорнии в Дэвисе (University
of California–Davis) совместно с сотрудниками Национальной лаборатории им.
Лоренса Ливермора (Lawrence Livermore National Laboratory), штат Калифорния,
проведет моделирование водных потоков в замкнутом объеме с целью изучения
движения воды на нано-уровне; данное исследование направлено на решение
проблем в области материаловедения и биологии. • Пол Фишер (Paul Fischer)
из Аргоннской национальной лаборатории совместно с учеными из Университета
Иллинойса (University of Illinois) проведет измерения характеристик турбулентного
переноса тепла в активной зоне ядерного реактора с натриевым охлаждением
с целью изучения процессов теплового смешения; результаты данного исследования
могут привести к повышению надежности, безопасности и экономичности современных
ядерных реакторов. • Фани Нюкала (Phani Nukala) из Национальной лаборатории
Окриджа (Oak Ridge National Laboratory), штат Теннесси, проведет моделирование
процессов деформации материалов с целью изучения влияния неупорядоченной
структуры материала на распространение трещин при изломе, а также на другие
свойства материала. • Тамар Сейдеман (Tamar Seideman) из Северо-Западного
университета (Northwestern University), штат Иллинойс, проведет моделирование
процессов управления световым излучением на нано-уровне; потенциальные области
прикладного применения результатов данного исследования – солнечные энергосистемы,
химическая промышленность. Проекты в стадии реализации: • Дэвид Бейкер (David
Baker) из Университета Вашингтона (University of Washington), используя
методы высокого разрешения, осуществит прогнозирование структур белка, вплоть
до 150 аминокислот в семействах белков с неизвестными структурами – с целью
изучения их функций. • Питер Брэдли (Peter Bradley) из компании Pratt Whitney
Co., используя методы высокоточного воспроизведения, проведет моделирование
конструкции камеры сгорания авиационного двигателя, обеспечивающей нужную
турбулентность распространения пламени; данное исследование направлено на
достижение большей стабильности сгорания топлива и, как следствие, улучшению
экологических и эксплуатационных характеристик двигателей. • Дэвид Макгуайр
(David McGuire) из Университета Аляски в г. Фэрбэнкс (University of Alaska
Fairbanks) проведет моделирование реакций земной экосистемы на изменение
климата и связанные с ним аномалии и дисфункции; данное исследование направлено
на изучение меняющихся циклов углеродных выбросов. • Игорь Цыгельный (Igor
Tsigelny) из университета Калифорнии в г. Сан-Диего (University of California–San
Diego) объединит модели структур протофибрилл (белковых нитей) на основе
синуклеина с экспериментальными данными с целью изучения молекулярной основы
предрасположенности к болезни Паркинсона и подготовки материала для дальнейших
фармакологических исследований. Национальная лаборатория в Аргонне в рамках
программы INCITE предоставит 4 млн. часов машинного времени своей суперкомпьютерной
системы Blue Gene/L (BGL) в расчете на один процессор, а корпорация IBM
– 6 млн. часов машинного времени более мощной суперкомпьютерной системы
своего исследовательского центра им. Т. Дж. Уотсона (BGW) в расчете на один
процессор. Компьютерная система IBM BGW занимает второе место по быстродействию
в мировом рейтинге, обладая вычислительной мощностью в 114 терафлоп (114
триллионов операций с плавающей точкой в секунду). Суперкомпьютер Blue Gene/L
был развернут в Национальной лаборатории Аргонна в январе 2005 г. Финансирование
проекта осуществлял Отдел исследований в области передовой вычислительной
техники (Office of Advanced Scientific Computing Research), входящий в состав
Научного отдела Министерства энергетики США. В 2006 г., после успешного
тестирования системы и создания организации Argonne Leadership Computing
Facility (призванной обеспечить лидерство Argonne National Laboratory в
сфере суперкомпьютеров), лаборатория открыла вычислительные ресурсы Blue
Gene/L для доступа академических и отраслевых исследователей в рамках программы
INCITE.