PlayStation 3 Gravity Grid

Originalartikel wurde von Gaurav Khanna veröffentlicht

Sony PlayStation 3 hat eine Reihe einzigartigen Eigenschaften, die sie besonders eigen für wissenschaftliche Rechnungen machen. Erstens, ist PS3 eine offene Platforme, d.h. man kann darauf auch enderes software rennen lassen (*AB MÄRTZ 2010 IST DAS GESETZ NICHT MEHR GÜLTIG*) z.B.: PowerPC Linux. Zweitens, ist das System mit einem mächtigen prozessor Cell processor ausgerüstet von Sony, IBM und Toshiba entwickelt. Dieser prozessor hat den Haupt-CPU (PPE genannt ) und ein paar (sechs (6) für PS3) spezielle Rechenmaschinen (SPE genannt)für rauhe Rechnungen. Dazumal, jeder SPE macht Vektoroperationen,d.h. er kann Rechnungen von vielen Operationen pro ein Schritt machen (SIMD). Und letztens, sein niedriger Preis macht das System besonders attraktiv als einen wissenschaftlichen Rechnungsknoten – einen Teil von Wissenschaftklaster. Eigentlich ist es ziemlich offensichtlich, dass die rauhen rechnungen raw computing power-per-dollar, die PS3 anbietet, heute meistens gefragt sind.

Dank der großzügigen Sponsorhilfe von Sony, haben wir sechszehn (16) PS3 Klaster in unserer Abteilung, die wir PS3 Schwerkraftmodulator nennen. Hier sind die Bilder von Klaster: 1)Ankommen von PS3; 2) Ankommen von rack; 3) Originalklaster – Fronausblick; 4) Originalklaster – Seitenausblick; 5) Modernisierter Klaster – Frontausblick; 6) Modernisierter klaster – Seitenausblick. Wenn Sie ausführliche Informationen zum Klaster bekommen möchten, bitte besuchen Sie die Seite von unserem Partner: ps3cluster.org.

Hier sind wissenschaftliche Artikel zu finden, die Vorschungen mit Gebrauch dieses Klasters beschreiben: Phys. Rev. D78 064042 (2008); Class. Quant. Grav. 26 015014 (2009); PPAM (2009); PDCS (2009); IJMSSC (2009); Phys. Rev. D81 104009 (2010); CPC (2010); HPCS (2010)


Projekte

- Binare Schwarzlöcherfusion mit Perturbationtheorie (GK)

Dieses projekt ist eng mit der Einschätzung von Eigenschaften der Gravitationwellen verbunden, die durch Schwarzenlöcherfusion gebildet sind. Gravitationwellen sind “ein kleines Gräuseln” in Zeitraum, die auf Geschwindigkeit des Lichts läuft. Das Vorhandensein solcher wellen wurde thoretisch mit Relativitätstheorie von Einstein vorgesagt, aber niemand hat sie je praktisch gesehen. Heutzutage sind aktive Schen nach solchen wellen geführt, im einzelnen , von NSF LIGO Laboraturium organisiert und von anderen Observatorien in Europa und Asien. ESA und NASA bereiten auch einProjekt vor — Mission LISA — mit dem ZielGravitationwellen zu beobachten. Um mehr von Gravitationwellen und Versuchen sie zu finden zu erfahren, besuchen Sie die Seite LISA mission website.

Computercode für Rechnung des Limits dieses Problems – extremer Relativmasse (anders genannt EMRI) ist eigentlich ein Programm, das ein nichthomogene Ausgleichung rechnet, und eine mathematisch komplizierte Quelle enthält. Die Quelle beschreibt, wie ein kleines schwarzes Loch (oder Stern) Gravitationwellen generiert, wenn es in Zeitraum eines großen schwarzen Loches sich bewegt. Wegenmathematischer Komppliziertheit der Quelle ist es der komlitierteste teil der rechnungen. Auf dem PS3's Cell Processor ist es eben der Teil der rechnungen, der sechs (6) SPE “einnimmt” . Dieses prozess reduziert wirklich die zeitlichen Aufwände und macht die rechnungen sechs (6) mal schneller im Vergleich mit PPE-only. Wichtig ist es, dass wir von zwei-etaper rechnung sprechen. Bei einfachen eine-etape rechnungen ist die geschwindigkeit viel höher. Dazu verbreiten wir diesen Rechendomain unter sechsuehn (16) PS3 mit MPI (message Durchgang) Parallelisation. das ermöglicht jedem PS3 auf seinem teil des Domains zu funktionieren und relevante dateien den anderen mitzuteilen, on-the-fly wenn es notwendig ist. Im großen und ganzen kann man die Leistungsfähigkeit unseres PS3 Gravity Grid mit ungefähr 100 Kernprozessor von Intel Xeon mit 500 Knoten des Supercomputers von IBM Blue Gene vergleichen.

– Radioaktive "Schwanze" von schwarzen Löchern (GK)

Diese vorschung ist der entwicklung vom Verstehen des Verspätbenehmen von radioaktiven Feldern gewidmet (skalaren, vektoren, tensoren), die in drehende Schwarze Löcher (Керр) des zeitraums evolutionieren. Es ist gut bekannt, dass in weiter Zukunft werden solche felder einen Rückgang nach Gradgesetz demonstrieren, aber heutzutage ist der Index des Gradgesetzes von "Schwanzbenemen" ziehmlich unklar ist — verschiedene Erfinder zitieren unterschiedliche Resultate in wissenschaftlicher literatur. Das Ziel dieses Projekts ist ehr präzise Rechnungen durchzuführen, um quantative Ergebnisse von sehr hoher Qualität zu bekommen, die helfen den entstandenen Widerspruch zu lösen. Diese Rechnungen verlangen nicht nur hohe Genauigkeit, sondern auch einer hohen nummerischen Richtigkeit von floating point, z.B., 1/4(128-bit) und 1/8 (256-bit) Genauigkeit, um die so vertrauten Dataien zu bekommen, die diese Forschung verlangt.

Auf SPEs des Cell Prozessors haben wir die sehr präzisen Rechnungen von floating point gemacht, durch Erarbeiitung eines masschtabiertes Ports LBNL QD Library. Solcher Ansatz gibt den gewinn in Leistungsfähigkeit vier (4) mal größer im Vergleich mit PPE-only rechnungenund Faktor dreizehn (13) mal zu Leistungsfähigkeit native long double datatype auf PPE.

– HPL – Klastermaß des Standartsupercomputers (GK)

Dieses projekt ist dem Erschaffen von Klastermaß eines Standartsupercomputers LINPACK auf unseren sechzehn (16) PS3 Klastern gewidmet. Dises Kriterium wird von der Seite top500.org genutzt, wo die powervollsten Supercomputer auf der welt gezält sind. Wir haben mit IBM cooperiert, um ihre QS22 Cell BE Code auf unseren Klaster PS3 zu portieren. Unser PS3 Gravity Grid generiert die Gesamtleistungsfähigkeit 40 GFLOP/sek (40 billionen Rechnungen pro sekunde). Wichtig ist, dass dieser standart mit Doppletgeschwindigkeit funktioniert hat, und wegen begrenztes RAM auf jedem PS3 gelang es uns nur die Matrixgröße von 10K auf ganzem Klaster zu wählen. D.h. diese Testenbedingungen sind weit von optimalen. Sogar mit 40 GFLOP/sek, unser Klaster PS3 hat sich gut gezeigt (im Sinne performance-per-dollar) im Vergleich mit anderen billigen Klastern. Die Standartcode unter spezifischen Patchen Cell ist hier zu finden: HPL.

Fragen? Bitte schreiben Sie an Gaurav Khanna zur dieser Forschung und über PS3 Gravity Grid.