Суперкомпьютер

В состав суперкомпьютера ИТЭФ входят 10240 процессорных ядер (AMD), связанных обычной сетью Ethernet и высокопроизводительной сетью Infiniband. Для ускорения теоретических расчетов предусмотрено 5 специализированных серверов с новейшими ускорителями вычислений NVidia Tesla K20X, пиковая производительность которых достигает 160 ТФлопс. Суперкомпьютер оснащен системой хранения данных суммарной ёмкостью 1080 ТБ, построенной с использованием отказоустойчивого ПО Lustre. Суперкомпьютер потребляет до 260 кВт электроэнергии (при пиковых загрузках), 20 кВт приходится на систему охлаждения.

На сегодняшний день зарегистрировано более сотни пользователей суперкомпьютера ИТЭФ-ИЦФР из ИТЭФ и других институтов, которые загружают доступные вычислительные мощности в среднем на 90-100%.

• Суперкомпьютер используется для решения следующих задач:
• Оптимизация и проектирование детекторов комплекса ФАИР;
• Проектирование элементов ускорительного комплекса ФАИР;
• Расчёты радиационной защиты ускорительных комплексов ИТЭФ и ФАИР;
• Обработка и анализ экспериментальной информации;
• Задачи теоретической физики для физической программы ФАИР (КХД на решетке).

В течение 2012-2016 годов с использованием мощностей суперкомпьютера ИТЭФ-ИЦФР были проведены детальные расчеты Монте-Карло для оптимизации детекторных систем экспериментальных установок ускорительного комплекса ФАИР. Эти работы были необходимы для подготовки технических проектов калориметрической и времяпролетной систем установки CBM (Ю.М. Зайцев, А.В. Акиндинов), создаваемых при участии групп ИТЭФ. 3-Д модель установки CBM представлена на рисунке ниже.

Большое количество расчётов выполнено теоретиками ИТЭФ (Брагута, Лущевская, Котов) в ходе работ по следующим грантам:

• РФФИ 14-02-01261 Исследование электронных транспортных свойств графена методами решеточной квантовой теории.
• РФФИ 14-02-01185 Исследование кварк-глюонной материи аналитическими и численными методами
• РФФИ 13-02-01387 Исследование роли цвето-магнитных степеней свободы в решеточной КХД в фазе кварк-глюонной плазмы
• МД-3215.2014.2 Изучение свойств кварк-глюонной плазмы методом моделирования КХД на решетке
• Грант Президента МК-6264.2014.2 «Исследование структуры адронов, в том числе с учётом сильных магнитных полей, в решёточных калибровочных теориях»

Получены важные результаты, кратко перечисленные ниже:

• Проведено вычисление вязкости кварк-глюонной плазмы. Показано, что отношение вязкости к плотности энтропии является очень маленьким, т. е. кварк-глюонная плазма очень близка к идеальной жидкости;
• Проведено суперкомпьютерное моделирование графена. Показано, что в рамках проводимость графена не равна нулю. Изучена фазовая диаграмма графена и влияние внешнего магнитного поля на свойства графена;
• Проведено моделирование явления аномального транспорта аксиального магнитного эффекта. Показано, что явление можно наблюдать в решеточных вычислениях и изучена зависимость этого явления от температуры;
• Проведено первое решеточное моделирование кирального магнитного эффекта;
• Проведено изучение фазовой диаграммы КХД во внешнем магнитном поле. Показано, что сильное магнитное поле переводит вакуум КХД в состояние сверхпроводника за счет конденсации заряженных r мезонов;
• Были впервые вычислены на решётке:
  1. магнитная поляризуемость векторного нейтрального мезона, её величина равна 0.0090± 0.003;
  2. g- фактор заряженного векторного мезона, его величина равна 2.4 ±0.1;
  3. был обнаружен аналог эффект Штерна-Герлаха для заряженных мезонов, т.е. расщепление энергии заряженного r мезона в зависимости от проекции его спина на направление магнитного поля;
  4. показано, что для полей до 2 ГэВ нет никаких указаний на конденсацию заряженных мезонов, тахионная мода отсутствует;
  5. в настоящее время ведётся расчёт поляризуемости заряженного мезона в магнитном поле;

Результаты данных работ важны для понимания структуры адронов и их магнитных свойств, т.е. для исследований по нецентральным тяжёло-ионным столкновениям.