Crédito: Nvidia
Júpiter se convirtió en la cuarta supercomputadora más rápida del mundo cuando debutó el mes pasado. Aunque se encuentra en Alemania en el Jülich SuperComputing Center (JSC), Georgia Tech desempeñó un papel secundario para ayudar al sistema a aterrizar en la última lista Top500.
En noviembre de 2024, JSC otorgó al profesor asistente Spencer Bryngelson Acceso exclusivo al sistema a través del Programa de Investigación y Acceso temprano de Júpiter (JUREAP).
Preparando La supercomputadora más rápida de Europa Para el lanzamiento, el proyecto conjunto arrojó valiosos datos de simulación sobre los efectos de las ondas de choque en medicina y transporte.
“El problema de la droga de choque ha sido un problema de prueba de sello distintivo en la dinámica de fluidos durante algunas décadas. Es suficientemente desafiante estudiar que me mantenga científicamente interesado, aunque los resultados son manifiestamente importantes”, dijo Bryngelson.
“Comprender el comportamiento de las gotas en algunos regímenes extremos sigue siendo un problema científico abierto del alto valor de ingeniería”.
A través de JUREAP, los ingenieros de JSC probaron el código de flujo de múltiples componentes de Bryngelson (MFC) en sus computadoras. El proyecto simuló cómo se comportan las gotas líquidas cuando se atropellan por una gran onda de choque de alta velocidad que se mueve mucho más rápido que la velocidad del sonido.
Las pruebas produjeron visualizaciones de gotas que se deformaban en formas de panqueques antes de expulsar los anillos de vórtice a medida que se separaban de la onda de choque. Los experimentos midieron los remolinos de flujo de aire formados detrás de las gotas, conocidas como vorticidad.
La vorticidad es una variable que los ingenieros aeroespaciales consideran cuando la construcción de aviones diseñados para volar a velocidades supersónicas e hipersónicas. Pequeñas gotas y vórtices plantean peligros significativos para los vasos de alta masa.
Estos modelos de computadora reducen el riesgo y el costo asociados con las pruebas físicas. Al simular escenarios extremos, el proyecto JUREAP demostró una forma más segura y eficiente de evaluar los sistemas aeroespaciales.
El cuerpo humano es otro espacio fluido donde pueden ocurrir flujos rápidos de alta energía.
Las simulaciones ayudan a los investigadores médicos a crear tratamientos de ondas de choque menos invasivos. Esta tecnología se puede aplicar aún más para usos que van desde la ruptura de cálculos renales hasta el tratamiento de la inflamación.
La versatilidad de MFC para aplicaciones a gran escala y a pequeña escala lo hizo adecuado para probar Júpiter en sus primeras etapas. El éxito del proyecto incluso le valió un certificado JUREAP para la eficiencia de escala y el rendimiento del nodo.
“El uso de códigos de aplicación para probar supercomputadoras es común. Hemos participado en programas similares para OLCF Frontier y LLNL El Capitan”, dijo Bryngelson, miembro de la facultad de la Escuela de Ciencia e Ingeniería Computacional de Georgia Tech.
“Los ingenieros en los sitios de supercomputador generalmente encuentran y clasifican la mayoría de los problemas por su cuenta. Pero implementando cargas de trabajo características de lo que el Júpiter ejecutará en la práctica lo estresa de nuevas maneras. En estos casos, generalmente terminamos identificando algunos modos de falla”.
Los investigadores de JSC y Georgia Tech nombraron sus flujos de múltiples del Proyecto Conjunto Exascale (Flujo de Examen).
Examflow ayuda a mantener a Júpiter al ritmo para convertirse en la primera supercomputadora exascale de Europa. Esta designación se refiere a cualquier máquina capaz de calcular un exaflop, o un quintillón (“1” seguido de 18 ceros) por segundo.
Los tres sistemas que se clasifican por delante de Júpiter son supercomputadoras Exascale. Ellos son El capitán en Lawrence Livermore Laboratorio Nacional, Frontera en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, y Aurora en el Laboratorio Nacional de Argonne.
Júpiter calcula más de 60 mil millones de operaciones por vatio. Esto hace que la supercomputadora sea el sistema más eficiente en energía entre los cinco principales.
Examflow ejecutó el software de Bryngelson en JSC’s Juwels Booster y Júpiter Exascale Instrument (Embarcadero). Los dos módulos forman la columna vertebral del diseño completo de Júpiter.
El informe de Examflow mostró que MFC se realizó con un comportamiento de escala casi ideal en Juwels y Jeti en comparación con sistemas similares basados en GPU A100 NVIDIA.
El acceso al hardware NVIDIA en Georgia Tech jugó un papel clave en el éxito de Examflow.
El instituto alberga el Phoenix Research Computing Clusterque incluye A100 GPU entre su arsenal de componentes. El laboratorio de Bryngelson posee las GPU A100 NVIDIA y cuatro GH200 Grace Hopper Superchips.
Dado que Júpiter está equipado con aproximadamente 24,000 Superchips de Grace Hopper, el trabajo de Bryngelson con el hardware demostró ser especialmente perspicaz para el proyecto de flujo de exámenes.
“El chip Grace Hopper es interesante. No es difícil usar como un dispositivo GPU normal cuando uno está familiarizado con la ejecución de hardware NVIDIA. Cuanto más divertida está utilizando su CPU bien acoplada para interconectar GPU para usar la CPU también”, dijo Bryngelson.
“No es inmediatamente obvio cómo hacer esto mejor, aunque usamos algunos trucos para sintonizar su uso en nuestra aplicación. Parecen funcionar bien”.
Los investigadores de JSC Luis Cifuentes, Rakesh Sarma, Seong Koh y Sohel Herff jugaron papeles importantes en la ejecución del software MFC de Bryngelson en los primeros módulos de Júpiter.
El equipo de Examflow incluyó a los científicos de Nvidia Nikolaos Tselepidis y Benedikt Dorschner.
La pareja observó el hardware de su empresa utilizado en el campo. Regresan a Nvidia con notas que ayudan a la corporación a construir los próximos dispositivos adaptados a las necesidades de los investigadores de informática científica.
“Tratamos de estar preparados para las últimas computadoras más grandes. Ser capaz de aprovechar inmediatamente los sistemas más grandes es una capacidad valiosa”, dijo Bryngelson.
“Cuando llegan los primeros sistemas de acceso, es una gran oportunidad para los equipos involucrados para probar las máquinas, demostrar y ajustar el software científico, y cumplir con nuevos colaboradores muy capaces”.
Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Georgia
Cita: Las gotas de agua en panquegido ayudan a lanzar la supercomputadora más rápida de Europa (2025, 14 de julio) Recuperado el 14 de julio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-07-pancaked-droplets-europe-stestest-supercomputer.html
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