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À procura de algo para testar suas habilidades de Star Wars de videogame? Que tal isso: lançar quatro satélites e levá-los em órbitas excêntricas ao redor da Terra.
Cada satélite é 1 km além do seu vizinho, que soa como um monte de espaço, até você considerar que eles estão viajando em vários quilômetros por segundo durante a parte mais rápida de suas órbitas.
Os satélites não são apenas em órbitas estáticas; você tem que variar o seu curso ea formação, pelo menos uma vez a cada duas semanas - mais frequentemente se você vê uma colisão chegando.
E a cereja em cima do bolo? Não há qualquer arte extravagante previsão colisão ou evitar a bordo dos satélites; eles são, essencialmente, apenas voando pára-raios, lá fora, para capturar um evento de reconexão magnética.
Se isso soa como diversão para você, que você precisa para assistir a sessão GTC14 dada pelas pessoas de Goddard Space Flight Center da NASA. Nela, eles falam sobre a primeira regra da missão ("não bata os satélites") e as dificuldades que enfrentam para ter certeza que eles não destruir uma missão US $ 1 bilhão.
Existem algumas coisas que podem dar errado quando se tenta manter os sats em uma formação apertada. Por exemplo, os propulsores dos satélites podem não queimar, exatamente no momento certo, ou fornecer o impulso nominal, ou pode cortar cedo - ou mais tarde. Qualquer uma destas condições pode significar a ruína para a formação e / ou satélites.
NASA lida com essa incerteza, executando um enorme Monte Carlo de simulação do tipo de cada manobra diária. Isto produz um local probabilística para cada satélite, no momento actual em tempo.
Como é que eles entender tudo isso?
No terceiro grupo a partir da esquerda, você pode ver onde os grupos de pontos azuis e marrons podem se sobrepor. Isso mostra que existem potenciais colisões nesta fatia de tempo - uma coisa muito ruim.
Calculando esses pontos acaba por ser um grande trabalho bastante enervante, como o Goddard Space Flight Center aponta:
Então, depois de 34 bilhões de cálculos, temos uma boa idéia de onde os satélites são agora. Mas também precisamos de saber onde eles vão ser mais tarde na semana, só para ter certeza de que a formação é apertado e eles não serão batendo uns contra os outros em qualquer ponto.
Para executar a previsão de localização completa 10 dias, você essencialmente calcular os 34 bilhões de possíveis pontos de colisão 172.800 vezes. Qual é, não surpreendentemente, uma carga computacional ainda maior:
Como observado no slide acima, usando sistemas tradicionais baseados em CPU, é preciso pelo menos duas semanas para executar uma previsão de colisão de 10 dias - o que transforma a sua "previsão" para, essencialmente, um relatório da história. Não é útil.
Felizmente para eles, o seu código é embaraçosamente paralelo , o que significa que pode ser picado e executados simultaneamente em vários sistemas, sem perder a fidelidade ou desempenho. Tendo em conta que eles precisavam de velocidade máxima, eles decidiram otimizar seu código para uso em GPUs.
Os resultados foram muito bons. Os mesmos cálculos que levou duas semanas em seus sistemas tradicionais agora levar 20 minutos a dupla NVIDIA K20s. Isso é uma melhoria 1.000 por cento pelos meus cálculos, o que não é mau de todo.
Goddard também observou que a solução GPU deu-lhes a capacidade de mapear mais pontos e fazer mais cálculos, o que significa que os seus resultados são muitas vezes mais preciso do que antes.
Confira o breve apresentação de 20 minutos para aprender mais sobre a missão reconexão magnética. No final da apresentação, eles também discutir suas próximas missões. Um deles é para substituir o telescópio Hubble com o novo e melhorado âmbito James Webb.
Outra intrigante futura missão da NASA é encontrar "zero caminhos de energia", que são pontos entre universos que estão sem atrito e, supostamente, não necessitam de energia para o transporte. Se for verdade, essas passagens nos daria a capacidade de viver em um universo diferente e comutar de volta a este um para o trabalho e compras. ®
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