Simulador espacial modela el universo

Durante los últimos años, un equipo de astrofísicos de la Universidad de California que trabaja en el Laboratorio Nacional de Los Álamos ha estado utilizando un grupo de aproximadamente 300 procesadores de computadora para modelar algunos de los aspectos más intrigantes del Universo. Llamada Space Simulator, esta supercomputadora de facto no solo ha demostrado ser una de las supercomputadoras más rápidas del mundo, sino que también ha demostrado que el modelado y la simulación de fenómenos complejos, desde supernovas hasta cosmología, se pueden realizar de manera bastante económica. .

Según Michael Warren, uno de los tres desarrolladores principales de Space Simulator, “nuestro objetivo era adquirir una computadora que ofreciera el mayor rendimiento posible en las simulaciones de astrofísica que queríamos ejecutar, sin salirnos del modesto presupuesto que se nos asignó. Construir el Simulador espacial resultó ser una excelente elección”.

Space Simulator es un clúster Beowulf de 294 nodos con un rendimiento máximo teórico justo por debajo de 1,5 teraflops, o billones de operaciones de punto flotante por segundo. Cada nodo de procesamiento de Space Simulator se parece mucho más a una computadora que encontraría en casa que en un centro de supercomputación, que consta de un procesador Pentium 4, 1 gigabyte de SDRAM de 333 MHz, un disco duro de 80 gigabytes y un gigabit
tarjeta ethernet Cada nodo individual cuesta menos de $1,000 y el sistema completo cuesta menos de $500,000. El clúster logró un rendimiento Linpack de 665,1 gigaflops por segundo en 288 procesadores en octubre de 2002, lo que lo convirtió en la 85.ª computadora más rápida del mundo, según la 20.ª lista TOP500 (consulte www.top500.org). Un gigaflop son mil millones de operaciones de punto flotante por segundo.

Desde 2002, Space Simulator ha bajado al puesto 344 en la lista TOP500 más reciente a medida que se construyen computadoras más rápidas, pero Warren y sus colegas no están preocupados. Construyeron el Simulador espacial para realizar investigaciones astrofísicas específicas, no para competir con otras computadoras. Nunca fue diseñado para competir con las supercomputadoras masivas de Laboratory y, de hecho, no es lo suficientemente escalable para hacerlo.

El Simulador espacial se ha utilizado casi continuamente para simulaciones astrofísicas teóricas desde que se construyó, y pasó gran parte del último año calculando la evolución del Universo. Los primeros resultados de ese trabajo fueron presentados recientemente en una conferencia de investigación en Italia por el investigador asociado postdoctoral de Los Álamos, Luis Teodoro. El análisis adicional de las simulaciones, en colaboración con el profesor de la Universidad de Princeton, Uros Seljak, se publicará pronto en la prestigiosa revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Además de simular la estructura y evolución del Universo, el Simulador Espacial se ha utilizado para estudiar las explosiones de estrellas masivas y ayudar a comprender la emisión de rayos X desde el centro de nuestra galaxia.

El Simulador Espacial es en realidad el grupo Beowulf de tercera generación del Laboratorio. El primero fue Loki, que se construyó en 1996 a partir de 16 procesadores Pentium Pro de 200 MHz. A Loki le siguió el clúster Avalon, que constaba de 144 procesadores alfa. Space Simulator sigue la misma arquitectura básica que estas máquinas Beowulf anteriores, pero es la primera en usar Gigabit Ethernet como tejido de red y requiere mucho menos espacio que un clúster que usa computadoras típicas. Space Simulator ejecuta algoritmos paralelos de N cuerpos, que se diseñaron originalmente para aplicaciones astrofísicas que involucran interacciones gravitacionales, pero que desde entonces se han utilizado para modelar sistemas de partículas más complejos.

Además de Warren, los desarrolladores de Space Simulator incluyen a los miembros del personal de Los Alamos, Chris Fryer y Patrick Goda.

El programa de Investigación y Desarrollo Dirigido por Laboratorio (LDRD) de Los Álamos proporcionó fondos para la investigación del Simulador Espacial. LDRD financia la investigación y el desarrollo básicos y aplicados centrándose en propuestas creativas iniciadas por empleados seleccionadas a discreción del director del Laboratorio.

El Laboratorio Nacional de Los Álamos es operado por la Universidad de California para la Administración Nacional de Seguridad Nuclear (NNSA) del Departamento de Energía de EE. UU. y trabaja en asociación con los laboratorios nacionales Sandia y Lawrence Livermore de la NNSA para apoyar a la NNSA en su misión.

Los Álamos mejora la seguridad global al garantizar la seguridad y confiabilidad de la disuasión nuclear de EE. UU., desarrollar tecnologías para reducir las amenazas de las armas de destrucción masiva y resolver problemas relacionados con la defensa, la energía, el medio ambiente, la infraestructura, la salud y la seguridad nacional.

Fuente original: Comunicado de prensa de LANL