Intercontinentale supercomputer ontrafelt de structuur van het heelal
Een internationaal team van astrofysici en computerwetenschappers, onder leiding van prof. dr. Simon Portegies Zwart, is er voor het eerst in geslaagd een grootschalige berekening uit te voeren op twee gekoppelde supercomputers. Het onderzoeksteam gaat met de berekening, genaamd CosmoGrid, de vorming van grote structuren van donkere materie in het heelal in kaart brengen.
CosmoGrid
Onder leiding van prof. dr. Simon Portegies Zwart (Sterrewacht Leiden) hebben de Nederlandse supercomputer Huygens en de Cray XT4 in Tokyo na een voorbereidingstijd van bijna een jaar de eerste 3644 van de in totaal 100.000 geplande rekenstappen met succes uitgevoerd. Het universum is binnen CosmoGrid ‘verdeeld’ over beide computers. Na iedere rekenstap moeten de beide supercomputers worden gesynchroniseerd. Dit gebeurt door ongeveer een ‘Encyclopedia Britannica’ aan data van Amsterdam naar Tokyo te sturen, en vice versa.
Om deze grote datastroom efficiënt te kunnen doorsturen zijn de supercomputers in Amsterdam en Tokyo verbonden door middel van een separaat supersnel optisch netwerk, dat het academisch rekencentrum SARA via elf tussenstations (o.a. New York, Chicago en Seattle) met Tokyo verbindt. Daarbij wordt onder meer de Amsterdamse NetherLight GLIF Open Lightpath Exchange (GOLE) van SURFnet gebruikt.
CosmoGrid modelleert de structuur van de donkere materie in het heelal met een recordaantal van zo’n 10 miljard deeltjes. Het grootste deel van het heelal bestaat uit donkere energie en donkere materie. Donkere materie is materie die wel zwaartekrachtsinvloed uitoefent, maar geen waarneembare straling uitzendt. Volgens een van de theorieën bestaat donkere materie uit zwak wisselwerkende massieve deeltjes, zogenaamde WIMP’s.
Projectleider Portegies Zwart noemt CosmoGrid een “doorbraak” in de manier van gedistribueerd rekenen. “Op dit moment zitten we op bijna 90 procent van de maximale rekenkracht van de twee computers”. Dr. ir. De Laat (Instituut voor Informatica, Universiteit van Amsterdam) verwacht dat optische netwerken met hun specifieke eigenschappen binnen afzienbare tijd veel meer van dergelijk grootschalig rekenwerk via een internationale samenwerking van supercomputers mogelijk zullen maken.
De totale berekening gaat ongeveer een jaar duren. Er is zo’n zes miljoen uur computertijd nodig. Aan het onderzoek doen wetenschappers mee uit Nederland, Japan, de VS, Schotland en Duitsland.
Supercomputers