Введение

Программа Advanced Simulation and Computing (ASC) – это суперкомпьютерная программа, реализуемая Национальным управлением ядерной безопасности для моделирования, испытаний и поддержания ядерного арсенала Соединенных Штатов. Программа была создана в 1995 году в поддержку программы обеспечения сохранности ядерного арсенала (или SSP). Цель данной инициативы – продлить срок службы существующего устаревающего арсенала.

История

После введения Соединенными Штатами моратория на ядерные испытания в 1992 году была создана Программа обеспечения надежности ядерного арсенала с целью поиска способов испытания и поддержания ядерного арсенала в рабочем состоянии. В ответ на это Национальное управление ядерной безопасности начало проводить моделирование ядерных боеголовок с использованием суперкомпьютеров. С течением времени и старением арсенала, моделирование становится все более сложным, а для поддержания его работоспособности требуется все большая вычислительная мощность. На протяжении многих лет, благодаря закону Мура, программа ASC создала несколько различных суперкомпьютеров с постоянно растущей производительностью для проведения расчетов и математического моделирования. В ознаменование 25-летия достижений программы ASC, программа Advanced Simulation and Computing Program опубликовала настоящий отчет.

Исследования

Большая часть исследований ASC выполняется на суперкомпьютерах в трех различных лабораториях. Результаты вычислений проверяются вручную.

Суперкомпьютеры

В программе ASC в настоящее время размещено множество суперкомпьютеров, включенных в список TOP500 по вычислительной мощности. Этот список обновляется каждые шесть месяцев, поэтому, пожалуйста, посетите https://top500.org/lists/top500/ для получения актуального списка машин, используемых NNSA. Несмотря на то, что эти компьютеры могут располагаться в разных лабораториях, между тремя основными лабораториями налажена возможность удалённых вычислений.

Информационный бюллетень

Программа ASC публикует ежеквартальный информационный бюллетень, в котором рассказывается о многих исследовательских достижениях и вехах в разработке оборудования.

Элементы

В рамках программы ASC существует шесть подразделений, каждое из которых выполняет свою функцию в увеличении срока хранения запасов.

Операции объекта и поддержка пользователей

Подразделение "Операции с объектами и поддержка пользователей" отвечает за физические компьютеры, помещения и вычислительную сеть в ASC. Они обеспечивают соответствие сети трилабораторий, объемов вычислительного хранения, потребления электроэнергии и вычислительных ресурсов для пользователей установленным требованиям.

Вычислительные системы и программная среда

Подразделение вычислительной и пользовательской поддержки отвечает за поддержание и разработку программного обеспечения для суперкомпьютеров в соответствии со стандартами NNSA. Они также работают с данными, сетевой инфраструктурой и программными средствами. Проект ASCI Path Forward существенно финансировал начальную разработку параллельной файловой системы Lustre в период с 2001 по 2004 год.

Проверка и проверка

Подразделение верификации и валидации отвечает за математическую проверку симуляций и результатов. Они также помогают разработчикам программного обеспечения писать более точный код для снижения погрешности при выполнении вычислений.

Физические и инженерные модели

Отделение физических и инженерных моделей отвечает за математический и физический анализ ядерного оружия. Они интегрируют физические модели в программный код для получения более точного моделирования. Их работа заключается в определении поведения ядерного оружия в заданных условиях, основываясь на законах физики. Они также изучают ядерные свойства, колебания, мощные взрывчатые вещества, передовую гидродинамику, прочность и разрушение материалов, тепловые и гидродинамические процессы, а также реакции на излучение и электрические поля.

Интегрированные коды

Подразделение "Интегрированные коды" отвечает за математические коды, генерируемые суперкомпьютерами. Они используют эти коды и представляют их в форме, понятной для человека. Эти коды затем применяются Национальным управлением ядерного общества, Программой управления боезапасом, Программой продления срока службы и в рамках расследований значительных результатов, для определения дальнейших действий, необходимых для обеспечения безопасности и увеличения срока службы ядерного арсенала.

Развитие передовых технологий и смягчение последствий

Подразделение разработки и смягчения рисков передовых технологий отвечает за изучение достижений в области высокопроизводительных вычислений. Обнаружив информацию о следующем поколении высокопроизводительных вычислительных систем, они определяют, какое программное и аппаратное обеспечение необходимо адаптировать для подготовки к переходу на новое поколение компьютеров.