Суперкомпьютер моделирует луч лазера из 400 млрд частиц

Реакция должна запускаться путём сжатия мишени – капсулы с изотопами водорода – с помощью высокоэнергетических лазеров до достижения достаточных давления и температуры. Для этого требуется подвести к мишени как можно большее количество энергии, но задача осложняется потерями из-за обратного рассеивания, или отражения луча. Термоядерный синтез - это базовый процесс производства энергии на Солнце, и его контролируемая версия на Земле предоставила бы очень эффективный и дешёвый ресурс.

Учёные из Лос-Аламосской лаборатории (Los Alamos Laboratory) Лин Йин (Lin Yin) и Брайан Олбрайт (Brian Albright) используют адаптированную версию VPIC – имитирующего поведение плазмы с помощью метода крупных частиц кода, который запускается на суперкомпьютере Roadrunner, чтобы моделировать нелинейную физику передачи лазерной энергии и нестабильность плазмы. Целью работы является помощь коллегам из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory), которые попытаются в следующем году осуществить запуск реакции. По словам Лина, это самое масштабное моделирование плазмы из когда-либо проводимых и задействует 400 млрд частиц. Без Roadrunner с производительностью более 1 Пфлопс это невозможно было бы сделать, но даже такой вычислительный ресурс позволяет симулировать лишь малую часть луча.

Компьютерный код VPIC моделирует поведение плазмы с очень высоким разрешением, поэтому даже Roadrunner не способен воспроизвести в виртуальном мире нелинейное обратное рассеивание всего лазурного луча. Учёные концентрируются на единичной "горячей точке", чтобы определить, как происходит потеря энергии и что из себя представляет нелинейный процесс. Эксперименты проводятся с настоящим лазером Trident Laser в Лос-Аламосе. Суперкомпьютер разработан IBM. Каждый вычислительный узел состоит из двух двухъядерных процессоров AMD Opteron 1,8 ГГц и четырёх чипов PowerXCell 8i 3,2 ГГц, используемых как ускорители. Это модифицированный вариант CPU Cell, применяющихся в консолях Sony PlayStation 3. Всего же система имеет 6912 Opteron, 12960 PowerXCell и более 100 Тб оперативной памяти. Энергопотребление составляет 2,35 МВт.