计算科学

次要的内容:算法硬件:葡萄体模拟智能工具


一个30的Glops
葡萄-6芯片
特殊用途的
电脑
恒星动力学
模拟。

我在计算科学领域的工作主要集中在天体物理学中的应用。我参与了各种算法的开发。其中最流行的是Barnes-Hut树代码,最初是为天体物理学模拟设计的,现在被广泛使用。此外,它已经成为研究高度并行计算机体系结构瓶颈的通用工具。其他算法使用局部坐标补丁来处理星团模拟中长度和时间尺度的巨大差异,并使用迭代时间反转技术来提高轨道计算的准确性。

开发和算法,并在计算机代码中实现,只是建立成功的科学模拟过程中的两个步骤。第三步是创建一个软件环境,使您能够以灵活有效的方式设置、运行和分析数值实验。我参与了两个这样的环境的设计,NEMO和Starlab。两者都是免费的:可以通过我们的网站获得副本manybody.org

早在80年代,我们对密集恒星系统动力学的研究就受到了现有超级计算机速度的严重限制。这促使我们考虑建造我们自己的专用计算机,围绕设计用于快速并行计算牛顿引力的芯片。1989年,我们开始葡萄项目在东京大学。1995年,GRAPE-4打破了任何类型浮点计算的世界速度记录,2001年,GRAPE-6再次成为地球上最快的计算机。

现在,我们可以定期访问运行速度为数十次Teraflops的GRAPE计算机,并生成许多tb的数据集,数据处理已成为越来越大的挑战。我们目前正在开发灵活的存档系统,以及新颖的可视化工具。例如,我们已经开始使用纽约市美国自然历史博物馆海登天文馆的圆顶来提供一种虚拟现实形式,通过沉浸式模拟,我们可以交互式地“飞行”在描述一个星团演化的完整时空历史的四维数据集中。