Программа Advanced Simulation and Computing Program или ASC (до 2005 года - Accelerated Strategic Computing Initiative, или ASCI) - это инициатива правительства США по созданию суперкомпьютеров, которые бы позволили США следить за состоянием своего ядерного арсенала после объявления в октябре 1992 года моратория на проведение ядерных испытаний, продления моратория в июле 1993 года и добровольного соблюдения с 1996 года условий Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (договор подписан президентом США, но до сих пор не ратифицирован Сенатом).

Цели и задачи

Программа берет свое начало от Стратегической компьютерной инициативы (англ.), инициированной в 1983 году в рамках Стратегической оборонной инициативы, целью которой было создание к 1993 году компьютерных систем искусственного интеллекта. Эта программа потерпела провал, ее финансирование было сокращено, программа получила новое название, а цель программы стала менее амбициозной - создание суперкомпьютеров для обслуживания ядерного арсенала США.

Первоначально программа называлась "Accelerated Strategic Computing Initiative" (ASCI), дословно "Ускоренная стратегическая компьютерная инициатива". "Ускоренной" она была потому, что за 10 лет требовалось создать аппаратное и программное обеспечение, способное полноценно моделировать ядерные и термоядерные взрывы, пользуясь опытом еще имевшихся инженеров и ученых, способных сравнить старые данные реальных испытаний ("legacy data") с данными, выдаваемыми компьютерными моделями, и подтвердить точность симуляций. До этого программы, которые использовались в лабораториях, были довольно простыми. Результаты, которые выдавали эти программы, легко проверялись с помощью ядерных испытаний. Именно поэтому программы моделировали физику процессов взрыва в одно- или двух-мерном пространстве. Упрощения были вызваны также ограниченной мощностью суперкомпьютеров 80-ых - начала 90-ых годов. Для полноценного моделирования взрыва требовалась трех-мерная модель. По оценке специалистов Ливерморской национальной лаборатории для достижения требуемой точности результатов необходимо было построить суперкомпьютеры с вычислительной мощностью свыше 100 Тфлопс (т.е. 100 триллионов операций с плавающей точкой в секунду). Это означало скачок в производительности в 7000 раз, так как самый мощный компьютер, имевшийся в распоряжении Ливерморской лаборатории на тот день, имел производительность 13.7 Гфлопс (13.7 миллиона операций с плавающей точкой в секунду). Для выполнения целей программы ASCI за 10 лет требовалось в несколько тысяч раз обогнать Закон Мура, создать технологии высокоскоростных вычислений, которые еще не существовали^[1].

Для создание нового программного обеспечения Лаборатории отказались от прежнего метода "hero code", когда каждую программу создавали и "вели" один или пара инженеров. Например, программу DYNA3D, использовавшуюся в Ливерморской лаборатории для симуляции воздействия ударной волны взрыва на окружающие предметы, на протяжение 12 лет вел один сотрудник лаборатории - Джон О. Холквист. В Лабораториях были сформированы команды программистов из 20-30 человек, которые на протяжение нескольких лет создавали программные пакеты для будущих компьютеров в тесном сотрудничестве с физиками, проверявшими качество результатов симуляций^[2].

Первая полноценная 3-хмерная симуляция взрыва первой ступени термоядерной бомбы ("ядерного запала") была осуществлена в декабре 1999 года в Ливерморской лаборатории на суперкомпьютере ASCI Blue Pacific. Симуляция заняла 492 часа на 1000 процессорах, использовала 640,000 МБайт памяти и сгенерировала 6 терабайт данных в виде 50.000 графических файлов^[3]. 3-хмерная симуляция второй ступени взрыва ("горение термоядерного горючего") была осуществлена в апреле 2000 года в Лос-Аламосской лаборатории. В сентябре 2002 года в Ливерморской лаборатории была осуществлена полная объединенная симуляция обеих ступеней термоядерного взрыва^[4].

Программа достигла поставленных целей в 2005 году с вводом в строй суперкомпьютера ASCI Purple. После этого программа получила новое нынешнее название "Advanced Simulation and Computing Program".

Суперкомпьютеры

Компьютеры устанавливались в трех национальных лабораториях, которые занимались вопросами ядерного оружия: Ливерморская национальная лаборатория, Лос-Аламосская национальная лаборатория, Сандийские национальные лаборатории (англ.)^[5]. Некоторые суперкомпьютеры, созданные в рамках этой программы, вошли в список TOP500: ASCI Red, ASCI White, Blue Gene/L, Sequoia.

См. также

• Strategic Computing Initiative (англ.)

Литература

• Delivering Insight: The History of the Accelerated Strategic Computing Initiative. — 2009. — 227 p. (англ.) - Подробная история программы ASCI за 10 лет ее существования

Примечания