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La simulación de terremotos alcanza un hito a petaescala

Hola de nuevo. Soy Simón Sánchez y en el día de hoy vamos a hablar sobre La simulación de terremotos alcanza un hito a petaescala

Los investigadores alemanes están ayudando a descartar hitos de simulación a gran escala. Utilizando la computadora IBM «SuperMUC» de alto rendimiento en el Centro de Supercomputación Leibniz (LRZ), un equipo interdisciplinario de científicos informáticos, matemáticos y geofísicos escaló con éxito una simulación de terremoto a más de un petaflop / s, o un cuatrillón de punto flotante operaciones por segundo.

La colaboración incluyó a participantes de la Technische Universitaet Muenchen (TUM) y Ludwig-Maximillians Universitaet Muenchen (LMU) que trabajaron en colaboración con el Centro de Supercomputación Leibniz de la Academia de Ciencias y Humanidades de Baviera.

El esfuerzo se centra en la reorganización del código de simulación de terremotos SeisSol para explotar más de cien mil núcleos y más de un petaflop de potencia informática. El popular software de simulación se utiliza en el estudio de procesos de ruptura y ondas sísmicas bajo la superficie terrestre. El objetivo de este proyecto geofísico era simular terremotos con la mayor precisión posible, allanando el camino para mejores esfuerzos de predicción. Sin embargo, el proyecto enfrentó un factor limitante, ya que el elemento computacional era un desafío incluso para un sistema de clases dominantes como el SuperMUC de 3 petaflop, uno de los más rápidos del mundo.

Para superar esta barrera, el Dr. Christian Pelties del Departamento de Ciencias Geológicas y Ambientales de LMU colaboró ​​con el profesor Michael Bader del departamento de informática de TUM. El dúo formó grupos de trabajo enfocados en optimizar el programa SeisSol, optimizándolo para la arquitectura paralela de «SuperMUC». El resultado fue un impresionante aumento de cinco veces la velocidad y un nuevo récord de SuperMUC.

En un experimento virtual, el equipo simuló vibraciones dentro del volcán Merapi de geometría compleja, ubicado en la isla de Java. La supercomputadora resolvió el problema a 1,09 billones de operaciones de punto flotante por segundo. Y esto no fue solo un pico momentáneo, SeisSol mantuvo este alto nivel de rendimiento durante toda la ejecución de la simulación de tres horas, incorporando los 147.456 núcleos del procesador «Sandy Bridge» de SuperMUC.

Oficial presione soltar de LRZ afirma que esto solo fue posible gracias a la optimización extensa y la paralelización completa de las 70.000 líneas de código SeisSol, lo que permitió un rendimiento máximo de hasta 1,42 petaflops. Esto corresponde al 44,5% de la capacidad teóricamente disponible de Super MUC (3.185 petaflops), lo que convierte a «SeisSol en uno de los programas de simulación más eficientes de su tipo en el mundo», según el instituto.

“Con el rendimiento extremo que ahora se puede lograr, podemos ejecutar cinco veces más modelos o cinco veces más modelos grandes para obtener resultados significativamente más precisos. Nuestras simulaciones se acercan cada vez más a la realidad ”, observa el director del proyecto, Dr. Christian Pelties. «Esto nos permitirá comprender mejor muchos mecanismos fundamentales de los terremotos y, con suerte, estar mejor preparados para eventos futuros».

«Acelerar el software de simulación en un factor de cinco no es solo un paso importante para la investigación geofísica», señala el profesor co-líder Michael Bader del Departamento de Ciencias de la Computación en TUM. «Al mismo tiempo, estamos preparando metodologías aplicadas y paquetes de software para la próxima generación de supercomputadoras que albergarán regularmente sus simulaciones para diversas aplicaciones de geociencias».

Los investigadores planean extender el proyecto para simular procesos de ruptura a escala métrica, así como ondas sísmicas que se propagan a cientos de kilómetros. El trabajo tiene el potencial de ayudar a la humanidad a prepararse mejor para estas fuerzas naturales a menudo dañinas e incluso mortales.

SuperMUC, que fue el cuarto más rápido del mundo cuando debutó en 2012, emplea procesadores Intel Xeon que se ejecutan en servidores IBM System x iDataPlex y tiene un rendimiento LINPACK de 2.897 petaflops. Ofrece un innovador sistema de refrigeración por agua caliente desarrollado por IBM llamado Aquasar. El sistema ocupa actualmente el décimo lugar en la lista TOP500 y LRZ planea duplicar su rendimiento en 2015.

La supercomputadora estadounidense Sequoia (con una capacidad máxima de 20 petaflops) podría haber rastreado el frente de aplicación de la petaescala se mantuvo, pero este nivel de escala es esencial si se quieren cumplir los plazos de exaescala. El proyecto de simulación de terremotos se destacará en la Conferencia Internacional sobre Supercomputación en Leipzig, Alemania, este junio bajo el título de la sesión: «Rendimiento sostenido de petascala de simulación sísmica con SeisSol en SuperMUC».

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