У світі суперкомп’ютерів QCDOC вирізнявся чіткою спеціалізацією та науковою метою. Його створили для розрахунків, що лежать в основі розуміння матерії та раннього Всесвіту. Завдяки цьому система здобула визнання як один з найважливіших інструментів у галузі решіткової квантової фізики. Про машину, яка допомогла розгадати таємниці світобудови, читайте далі на edinburgh-future.
Історія заснування та розвитку QCDOC
Суперкомп’ютр QCDOC був створений у межах міжнародної співпраці між Единбурзьким університетом (консорціум UKQCD), Колумбійським університетом, RIKEN BNL, Брукгевенською національною лабораторією та IBM. Його розробили не як універсальну обчислювальну машину, а як точний інструмент для розв’язання складних, але чітко визначених завдань у галузі квантової фізики. Головною метою системи стало проведення чисельних розрахунків у квантовій хромодинаміці — теорії, що описує взаємодію елементарних частинок усередині атомного ядра.
Офіційне відкриття суперкомп’ютера відбулося 26 травня 2005 року у Брукгевенській національній лабораторії. Вартість проєкту становила приблизно 5 мільйонів доларів, а його розроблення та збирання тривали три роки. Порівняно з попередньою системою QCDSP, яка використовувалася з кінця 1990-х років, QCDOC забезпечив суттєвий стрибок у швидкодії та масштабах обчислень. Разом ці дві машини надали фізикам обчислювальні ресурси, які на той момент були одними з найпотужніших у світі для досліджень у галузі квантової хромодинаміки.
Після розміщення в Единбурзькому університеті QCDOC налічував 12 288 процесорів і зберігав пікову продуктивність у 10 терафлопсів. Апаратна складність системи вражала навіть за сучасними мірками: 192 материнські плати, тисячі кабелів послідовного зв’язку, десятки мережевих комутаторів. Водночас саме ця складна архітектура забезпечувала виняткову масштабованість. Залежно від завдання дослідники могли пускати у дію від кількох процесорів до всієї обчислювальної потужності системи.
Керівник обчислювальної групи RBRC на фізичному факультеті Таку Ідзубуті зазначав, що до 2008 року практично вся програма досліджень з решіткової фізики у RBRC виконувалася саме на QCDOC та його попереднику QCDSP. За його словами, унікальне поєднання цих двох систем принесло користь науковцям з Японії, Великої Британії та США. Одним з прикладів такого розвитку став суперкомп’ютер IBM Blue Gene/P, встановлений у 2008 році в Аргонській національній лабораторії. Американська група з квантової хромодинаміки, до якої входив RBRC, використовувала майже чверть ресурсів цієї потужної машини для своїх розрахунків.
У 2011 році QCDOC офіційно завершив свою роботу, але його ідеї отримали продовження у новому проєкті наступного покоління — QCDCQ. Після цього RBRC, Колумбійський університет і Брукгевенська національна лабораторія разом з Единбурзьким університетом розпочали розроблення ще потужнішого спеціалізованого суперкомп’ютера. QCDCQ, орієнтований на розрахунки з хіральними кварками, мав забезпечувати стабільну продуктивність у межах 75-150 терафлопсів. Цей рівень обчислювальної потужності був критично важливим для збереження міжнародного лідерства RBRC у галузі решіткової квантової хромодинаміки.
Визнання та значення діяльності QCDOC
QCDOC став одним з найяскравіших прикладів того, як спеціалізований суперкомп’ютер може змінити цілу наукову галузь. Його науковий внесок був безпосередньо пов’язаний з проривами у фізиці елементарних частинок. З допомогою машини було виконано низку перших у своєму роді розрахунків, результати яких суттєво розширили розуміння процесів, що вивчаються на колайдері RHIC. Ці дослідження посприяли кращому поясненню фундаментальних властивостей матерії та умов, які існували у ранньому Всесвіті, що принесло системі високе визнання у міжнародній науковій спільноті.
