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1小时等于67亿人320年 最快超算模拟心脏

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2012年10月29日14:10 来源:太平洋电脑网  作者:墨烟离

  Sequoia,现世界排名第一的超级计算机,其1小时的运算量需要67亿人夜以继日工作320年才能完成,是设计用来核武器的实验模拟的。不过最近科学家们利用这台超级电脑进行了人类心脏的模拟,名为Cardioid的模型能够模拟7小时以上的人类心脏活动,可以测试药物或是电击等外界刺激对人类心脏的影响。

  Lawrence Livermore National Laboratory(LLNL,劳伦斯利弗莫尔国家实验室)的科学们,利用Sequoia的“闲暇时间”,就是在Sequoia处于检测阶段没有完全启动主要程序的期间,通过Cardioid模型模拟出了人类的心脏。

Cardioid模型模拟心脏

Cardioid模型模拟心脏

  LLNL制造出来的人类心脏Cardioid模型,能够模拟心脏活动超过7小时,而之前的模型仅仅能模拟45分钟的心脏活动。这样,药物对与心脏的影响就能通过Cardioid模型来测试。

  为什么需要建立一个这样的心脏模型,来模拟人类的心脏活动呢? LLNL实验室科学计算研究院的负责人Fred Streitz表示,对于测试药物对人类器官影响的实验,有着相关的法律规定。通过这样的模型,我们可以避免触犯这些法律规定,就可以得知药物的效果。另外这也扩展了超级计算机的应用领域。

Cardioid

Cardioid

  像Cardioid这种现代化的心脏模型,是将器官划分为一个个的小单元,每个单元越小,就越接近真实心脏的运动。在Cardioid之前,心脏模型能够精确到0.2mm,而Cardioid将精度提高到了0.1mm。并且Mirin说到,过去人们往往只能同时运行数十个心脏模型,但是在Sequoia上,能够同时运行数千个心脏模型,速度也比之前的快300多倍。

  Cardioid是将每一个细胞看做一个单元,模型运行起来之后,科学家们能够测试药物、电击对于每个细胞的影响。

  Cardioid并不是第一个人类器官的电子或者化学模型,Dave Richard说到,实际上,我们用到的一些数字处理方法就是借鉴他人的经验,例如有人模拟出了人类的大脑,还有其他许多实验室都在模拟人类的器官系统,这其中就有心脏,但是LLNL有一个巨大的优势:他们拥有着世界上最快的超级计算机。>>

  八核心Atom应对ARM 英特尔进军微服务器

  http://servers.pconline.com.cn/1210/3030552.html

  64位3D处理器 ARM叫板英特尔服务器市场

  http://servers.pconline.com.cn/news/1207/2873822.html

  如果您有什么服务器问题,请点击以下链接,进入PConline产品论坛讨论:

  http://itbbs.pconline.com.cn/network/f768799.html

  超算计算机是一个竞争激烈的领域,各国各企业都积极研制高性能计算机,如今世界上最快计算机Sequoia的峰值性能已经超过了16.32PFLOPS的浮点峰值计算能力。16.32PFLOPS是一个什么计算速度呢,用现在常见的手持计算器作对比,整个地球的人用手持计算器连续计算320年的工作量,IBM Sequoia只需一个小时就能完成。

手持计算器

手持计算器

  IBM Sequoia是IBM为NNSA(National Nuclear Security Administration美国核能安全局)研制的超级计算机,落户在加利福尼亚的Lawrence Livermore National Laboratory(美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室),将用于核武器的实验模拟。

IBM与LLNL的研究人员

IBM与LLNL的研究人员

  在2011年9月,IBM公布的一项600多页的专利文件显示,IBM正在建设计算首个超过10万万亿次浮点计算的超级计算机,其计算能力大约是当时排名第一的“京”(K Computer)的12倍。

IBM Sequoia计划

IBM Sequoia计划

  IBM计划建设的超级计算机BlueGene/Q Sequoia,其峰值性能可达到20PFLOPS,而其升级版将是首个超过10万万亿次浮点计算的超级计算机,达到107PFLOPS,是目前世界最快K Computer的12倍。

  根据IBM的计划,Sequoia超级计算机将在2012年实现20PFLOPS的峰值浮点计算能力,根据最新一期2012年6月份的TOP500排名,IBM Sequoia已经实现了16.32PFLOPS的计算能力。

Sequoia建造中

Sequoia建造中

  IBM Sequoia超级计算机,采用的是BlueGene/Q 架构,蓝色基因系列超级计算机在TOP500中占据的分量也是十分可观。在前50位超级计算机中就有14套蓝色基因超级计算机。按照计划,20 PFLOP/s的Sequoia将采用约160万个A2处理核心,由96个机架构成。>>

  其实在2011年11月的超算TOP500排名中,就有IBM Sequoia,不过由于还处于建设升级初期,只排在17位,其总核芯数也有65526个,峰值浮点计算性能达到了0.69PFLOPS,功率为340.50kW。

Sequoia超级计算机

Sequoia超级计算机

  而到2012年6月份统计,Sequoia的核芯数已经达到了1572864个,峰值计算性能也达到了16.32PFLOPS,超过日本K Computer的10.51PFLOPS。功率仅为7890kW,为日本K Computer的一半多点,K Computer的功率为12659.89kW。

  目前Sequoia的核芯数为157万,距离预定计划的160万个已经相差不远,要在年底前实现20PFLOPS应该不是问题。

Sequoia建造中

Sequoia建造中

  Sequoia超级计算机的16.32PFLOPS的运算速度是个什么概念,做个对比,67亿个人用手持计算器,不停的计算上320年的计算量,Sequoia只需用一个小时完成。

Sequoia

Sequoia

  Sequoia是建造来进行核武器的模拟实验的,并且很快会正式开始工作。像其他许多超级计算机一样,在首次正式运行之前的公共测试期间,其他一些科学家能够利用超级计算机运行其他的一些应用,此次的心脏模拟就是其中之一。

  超算实际应用

  超级计算机的实际应用可谓是十分的广泛,宏观可到宇宙、微观到流感病毒,超级计算机在当前科学研究中的地位越来越明显。

  例如2012年8月下旬,著名的科学家霍金就启动了名COSMOS(宇宙)的超级计算机,利用超级计算机来帮助探究宇宙起源奥秘。

霍金与COSMOS超级计算机

霍金与COSMOS超级计算机

  COSMOS超级计算机的启动仪式是作为2012数字宇宙学研讨会的一个组成部分。在英国剑桥大学数学研究中心举办的2012数字宇宙学研讨会上,著名的科学家霍金表示,最近我们人类在宇宙学和量子物理学上取得了一些进展。宇宙学现在是一个精密学科,因此需要像COSMOS这样的超级计算机来分析和研究认识真实的宇宙,来检验我们的数学模型是否准确。>>

  目前探索宇宙的方法除了宇宙飞船,最主要的还是天文望远镜,利用射电望远镜来收集宇宙中的各种射线信号,从这些射线中分析宇宙的起源等等。而天文望远镜庞大的数据量则需要超级计算机来处理。在7月份,澳大利亚的天文学家表示会花费3千3百万美元购置超级计算机。

  在一份声明中,澳大利亚一位科学家表示,超级计算机是科学研究中必不可少的工具,有了它,澳大利亚的科学家在诸多领域内的研究将会更进一步,例如宇宙射线、纳米技术、生物技术等等。

  计划中的超级计算机将会用来处理Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP,澳大利亚平方千米阵列望远镜探测器)和Murchison Widefield Array radio telescopes(MWA,Murchison阵列射电望远镜)的产生的大量数据。在2013年3月份,Cray建造的超级计算机将交付给Pawsey中心。

Pawsey中心

Pawsey中心

  除了宏观的宇宙,微观世界中的流感病毒的也可利用超级计算机来研究。2012年7月中旬,有媒体报道称IBM的蓝色基因超级计算机可以深入的研究流感病毒,从而更彻底的根治感冒。

流感病毒3D模型

流感病毒3D模型

  墨尔本的医学家利用IBM蓝色基因超级计算机来模拟出流感病毒的3D模型,对流感病毒进行进一步的研究,希望能够从流感病毒的自身架构上寻找到抑制流感病毒的传播。

FuturICT计划

FuturICT计划

  再如,欧盟斥资14亿美元开展FuturICT计划,预测地球未来。也许在将来不久,世界末日的预言将有超级计算机给出,FuturICT计划中将建立一套名为“Living Earth Simulator(LES,动态地球模拟)”的超级计算机系统,按此前的计划,LES将在2022年开始正式工作,预测地球社会动态及经济趋势,尤其是全球性的危机事件。

  全文总结:宏观到宇宙起源,微观到病毒研究,甚至是预测未来,超级计算机不仅仅是一个国家的科技发展水平的代表象征,其实际应用也是十分重要的一环,大气气候海洋等数据量比较大的领域,超级计算机发挥的作用毋庸置疑,再如最大的天文望远镜,其对超级计算机的要求也是十分的苛刻。而且,与人类日常生活息息相关的流感病毒,也需要借助超级计算机研究,因此才会有诸多国家企业致力于超级计算机的研究。

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