Superpočítače pre atóm

Superpočítače využívajú jadroví fyzici a konštruktéri atómových elektrární na modelovanie fyzikálnych javov v oblasti pevnosti materiálov, hydrodynamiky a termodynamiky, vrátane trojrozmerných softvérových riešení a zložitých fyzikálnych javov, ktoré sa navzájom ovplyvňujú.

Na zabezpečenie vysokej spoľahlivosti jadrových elektrární sú potrebné rozsiahle výpočty. Tie zvládnu len tzv. superpočítače vďaka spracovaniu informácií s dosiaľ nevídanou rýchlosťou – stovky biliárd operácií za sekundu. A to nie je konečné číslo. Jedným z najambicióznejších projektov súčasnosti je superpočítač ruského výskumného centra VNIIEF (Všeruský výskumný inštitút experimentálnej fyziky, patriaci do štruktúry korporácie pre atómovú energiu Rosatom), ktorý dosahuje novú úroveň výkonu – tisíc biliárd operácií za sekundu.

Bezpečnosť na prvom mieste

Zložitý priemyselný podnik navrhnutý podľa výpočtov superpočítača.
Zložitý priemyselný podnik navrhnutý podľa výpočtov superpočítača.

Zložitosť jadrovej elektrárne rastie nielen s výkonom, ale predovšetkým s vývojom požiadaviek na bezpečnosť prevádzky. Nové softvérové riešenia umožňujú minimalizovať množstvo chýb pri projektovaní nového bloku elektrárne. Uľahčujú tiež plánovanie postupu výstavby a ďalšej fázy jeho životného cyklu. Naviac je vďaka nim možné simulovať priebeh hypotetickej vážnej havárie a na základe pozorovania reakcie elektrárne zlepšovať jej bezpečnosť a pripravenosť na zvládnutie vážnych mimoriadnych udalostí.

Investície do vývoja

Bežné počítače, aj tie najvýkonnejšie, nedokážu zaistiť takú veľkú rýchlosť spracovania informácií, ktorá umožňuje projektovať jadrové elektrárne. Preto dodávatelia jadrových elektrární, vrátane ruskej korporácie pre atómovú energiu Rosatom, investujú do vývoja nových superpočítačov. Vývoj v tejto oblasti veľmi rýchlo napreduje. Napríklad v roku 2011 ústav VNIIEF uviedol do prevádzky superpočítač s výkonom 1 petaflops (peta – predpona sústavy SI, biliarda, 1015 operácií za sekundu), ktorý bol dvanástym najvýkonnejším počítačom na svete. Prvé miesto v tom období patrilo japonskému superpočítaču s výkonom 10,5 petaflops. Dnes ruský priemysel používa bežne počítače s výkonom 320 petaflopsov a v ústave VNIIEF prebieha vývoj zariadenia, ktoré by prekročilo doposiaľ neprekonanú hranicu 1 exaflops (exa – predpona sústavy SI, trilión, 1018 operácií za sekundu).

Pokračovanie článku si môžete prečítať v časopise Quark 10/2016.

Časopis Quark si môžete objednať tu alebo na adrese: predplatne@quark.sk

R

foto a ilustrácie Rosatom

Komentáre