В мире суперкомпьютеров QCDOC отличался четкой специализацией и научной целью. Он был создан для расчетов, лежащих в основе понимания материи и ранней Вселенной. Благодаря этому система получила признание как один из важнейших инструментов в области решеточной квантовой физики. О машине, которая помогла разгадать тайны мироздания, читайте далее на edinburgh-future.
История основания и развития QCDOC
Суперкомпьютер QCDOC был создан в рамках международного сотрудничества между Эдинбургским университетом (консорциум UKQCD), Колумбийским университетом, RIKEN BNL, Брукхейвенской национальной лабораторией и IBM. Он был разработан не как универсальная вычислительная машина, а как точный инструмент для решения сложных, но четко определенных задач в области квантовой физики. Главной целью системы стало проведение численных расчетов в квантовой хромодинамике — теории, описывающей взаимодействие элементарных частиц внутри атомного ядра.
Официальное открытие суперкомпьютера состоялось 26 мая 2005 года в Брукхейвенской национальной лаборатории. Стоимость проекта составила примерно 5 миллионов долларов, а его разработка и сборка длились три года. По сравнению с предыдущей системой QCDSP, которая использовалась с конца 1990-х годов, QCDOC обеспечил существенный скачок в быстродействии и масштабах вычислений. Вместе эти две машины предоставили физикам вычислительные ресурсы, которые на тот момент были одними из самых мощных в мире для исследований в области квантовой хромодинамики.
После размещения в Эдинбургском университете QCDOC насчитывал 12 288 процессоров и сохранял пиковую производительность в 10 терафлопсов. Аппаратная сложность системы впечатляла даже по современным меркам: 192 материнские платы, тысячи кабелей последовательной связи, десятки сетевых коммутаторов. В то же время именно эта сложная архитектура обеспечивала исключительную масштабируемость. В зависимости от задачи исследователи могли запускать от нескольких процессоров до всей вычислительной мощности системы.
Руководитель вычислительной группы RBRC на физическом факультете Таку Идзубути отмечал, что до 2008 года практически вся программа исследований по решеточной физике в RBRC выполнялась именно на QCDOC и его предшественнике QCDSP. По его словам, уникальное сочетание этих двух систем принесло пользу ученым из Японии, Великобритании и США. Одним из примеров такого развития стал суперкомпьютер IBM Blue Gene/P, установленный в 2008 году в Аргоннской национальной лаборатории. Американская группа по квантовой хромодинамике, в которую входил RBRC, использовала почти четверть ресурсов этой мощной машины для своих расчетов.
В 2011 году QCDOC официально завершил свою работу, но его идеи получили продолжение в новом проекте следующего поколения — QCDCQ. После этого RBRC, Колумбийский университет и Брукхейвенская национальная лаборатория вместе с Эдинбургским университетом приступили к разработке еще более мощного специализированного суперкомпьютера. QCDCQ, ориентированный на расчеты с хиральными кварками, должен был обеспечивать стабильную производительность в пределах 75-150 терафлопсов. Этот уровень вычислительной мощности был критически важен для сохранения международного лидерства RBRC в области решеточной квантовой хромодинамики.
Признание и значение деятельности QCDOC
QCDOC стал одним из ярчайших примеров того, как специализированный суперкомпьютер может изменить целую научную отрасль. Его научный вклад был напрямую связан с прорывами в физике элементарных частиц. С помощью машины был выполнен ряд первых в своем роде расчетов, результаты которых существенно расширили понимание процессов, изучаемых на коллайдере RHIC. Эти исследования способствовали лучшему объяснению фундаментальных свойств материи и условий, существовавших в ранней Вселенной, что принесло системе высокое признание в международном научном сообществе.
