Supernova simulada creada por supercomputador

Una nueva visión de las supernovas –

las espectaculares explosiones de estrellas moribundas — no ha llegado de un telescopio,

sino de una potente simulación por supercomputador.

La supernova simulada, mostrada en capas de corte transversal en la imagen, se generó a partir de un esfuerzo por desarrollar formas más rápidas de crear modelos por computador de alta fidelidad de fenómenos complejos del mundo real.

Realizar una única ejecución de un modelo actual de la explosión de una estrella en un ordenador casero sería casi imposible —

necesitaría más de tres años sólo para descargar los datos.

Por lo que en lugar de esto se usan los supercomputadores, los cuales pueden manejar el procesado de trillones de puntos de datos a la vez.

“A la escala que estamos trabajando, crear una película llevaría mucho tiempo en tu ordenador – simplemente rotar la imagen un grado necesitaría días”, dijo Mark Hereld, que lidera la tarea de análisis y visualización en el Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de los Estados Unidos.

Los modelos que se ejecutan en estos ordenadores pueden generar visualizaciones de todo, desde supernovas a estructuras de proteínas.

Pero incluso con la velocidad que proporcionan los supercomputadores, los modelos complejos superan rápidamente las capacidades de cálculo.

Los científicos de Argonne están explorando otras formas de acelerar el proceso, usando una técnica conocida como renderizado de volumen basado en software paralelo.

El renderizado de volumen es una técnica que puede usarse para dar sentido a los miles de millones de diminutos puntos de datos recopilados de un rayo-X, RMI,

o la simulación de un investigador.

El esfuerzo podría ayudar particularmente en la manipulación de imágenes

y creación de películas.

Las técnicas en las que están trabajando los investigadores usan computación paralela — procesado de datos en múltiples núcleos de cálculo

(160 000 núcleos para el computador de Argonne).

Los datos se envían entonces a los procesadores gráficos (GPUs) para crear las imágenes, pero debido a que la mayor parte de GPUs se desarrollan en la industria del videojuego,

no siempre están adecuadas para las tareas científicas.

También requiere una gran capacidad de cálculo mover todos esos datos.

Los investigadores de Argonne querían saber si podían mejorar el rendimiento saltándose la transferencia a las GPUs y en lugar de eso realizar las visualizaciones directamente en el supercomputador.

Probaron una técnica sobre un conjunto de datos astrofísicos y encontraron que, efectivamente, podían mejorar la eficiencia de la operación.

“We were able to scale up to large problem sizes of over 80 billion voxels per time step and generated images up to 16 megapixels,”

said Tom Peterka, a postdoctoral researcher at Argonne.

Este nuevo método de visualización podría mejorar la investigación en una amplia variedad de disciplinas, dijo Hereld.

“En astrofísica, estudiar cómo arde y estalla una estrella reúne toda tipo de física: hidrodinámica, física gravitatoria, química nuclear y transporte de energía”, dijo.

“Otros modelos estudian la migración de peligrosos contaminantes a través de estructuras complejas del terreno, para ver dónde es posible que terminen; o la combustión en vehículos y plantas de fabricación – dónde se consume el combustible y si es eficiente”.

“Esos tipos de problemas a menudo llevan a preguntas que son muy complejas de formular matemáticamente”, dijo Hereld.

“Pero cuando simplemente puedes observar la explosión de una estrella a través de la simulación, puedes lograr una visión que no está disponible de ninguna otra forma”.

(fuente:kanijo)