В МГУ превратили обычный ПК в суперкомпьютер

Для решения сложных уравнений квантовой механики, ученые из МГУ объединили мощности обычного персонального компьютера и графического профессора Nvidia, разработанного для игровых приставок. В итоге усовершенствованный персональный компьютер за 15 минут выполняет ту работу, на которую суперкомпьютер тратит 2-3 дня. При этом ученые обращают внимание, что процессор был не самый дорогой — из тех, что можно купить в магазине за 300-500 долларов. Такие графические процессоры существуют на рынке давно, однако только российские ученые решили использовать их для решения уравнений квантовой механики.

Квантовая физика для расчетов требует высокопроизводительных вычислительных систем 

Уравнения, которые решали физики из Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ (НИИЯФ МГУ), были сформулированы еще в 60-х гг. XX в. российским математиком Людвигом Фаддеевым. Они описывают процесс рассеяния нескольких квантовых частиц, представляя собой некий квантовомеханический аналог ньютоновой теории трех тел. Из-за невероятной сложности уравнения не поддавались исследователям до появления суперкомпьютеров. Однако суперкомпьютеры стоят дорого и не все лаборатории могут позволить себе работу на них. Ученые из НИИ ядерной физики МГУ придумали как оптимизировать процесс и решать подобные уравнения на персональном компьютере. При этом физики из НИИЯФ МГУ отмечают, что ПК справляется с задачей даже быстрее.

Для решения уравнений рассеяния нескольких квантовых частиц необходимо было создать «ядро» – двухмерную таблицу из десятков миллионов строк и столбцов. Каждая ячейка такой таблицы - это тоже  сложные вычисления. Ученые же представили таблицу как экран с сотнями триллионов пикселей и построили ее с помощью графического процессора и софта Nvidia. Ученые написали собственные программы, разбили вычисления на 65 тысяч потоков и решили непростую задачу.

«Эта работа, на наш взгляд, открывает совершенно новые пути в анализе ядерных и резонансных химических реакций, — цитирует сайт НИИ ядерной физики МГУ слова Владимира Кукулина, заведующего лабораторией теории атомного ядра. — Она также может оказаться очень полезной для решения большого числа вычислительных задач в физике плазмы, электродинамике, геофизике, медицине и множестве других областей науки. Мы хотим организовать что-то наподобие учебных курсов, где исследователи самых разных научных направлений из периферийных университетов, не имеющие доступа к суперкомпьютерам, смогли бы научиться делать на своих ПК то же самое, что делаем мы».