LHC@home

LHC@home是一種基於LHC(大型強子對撞機)實驗所需要的科學計算進行海量的數據檢索的分散式計算技術,LHC@home 能夠在 Windows 和 Linux 等作業系統上運行,LHC@home 也可以幫我們獲得一些對分散式計算所面對的挑戰的基本的洞察。

基本介紹

  • 外文名:LHC@home
  • 基於:LHC(大型強子對撞機)實驗
  • 屬於分散式計算技術
  • 獲得:一些對分散式計算
簡介,基本信息,LHC@home,SixTrack,作業系統,功能介紹,

簡介

SixTrack (LHC@home 項目所使用的計算程式)

基本信息

LHC@home

LHC(大型強子對撞機)實驗所需要的科學計算大多都需要對海量的數據進行檢索——LHC 每年都會產生 15PB(即1024*1024*15GB,,15728640GB)的數據。這種規模的數據需求意味著絕大多數的數據分析程式不能在個人電腦上運行。這就是為什麼 CERN(歐洲粒子研究所)正在帶頭開發將世界各地的主要計算中心連線起來的計算格線
然而,公開的計算也有可能會對 LHC 項目產生特殊的意義。CERN 的網路技術部對評估像 SETI@home 這種分散式計算技術是否在將來有用處很感興趣。一個叫 SixTrack 的,旨在模擬粒子在 LHC 中運行以研究 LHC 的穩定性的程式,可以在個人電腦上運行,而且只需要相對較少的輸入輸出量。

SixTrack

SixTrack 是由 CERN 加速器與粒子束部門的 Frank Schmidt 開發的。它基於一個早期在 DESY(德國電子同步加速器,位於漢堡)開發的程式。它計算校檢 LHC 中運行的高能粒子束的長期穩定性所必需的數據。LHC 的總負責人 Lyn Evans 說:“Sixtrack 返回的數據真的很緊要,它讓我們能夠洞察將來LHC的運行情況。”
Sixtrack 一般每次模擬 60 個粒子繞加速器環運行 100000(有時可能達到 1000000)圈的運行情況。這好像是很多次運行,但在真實世界中它們只需要不到10秒的時間。但這還是足以檢驗到底粒子束是在長時間內保持穩定的運行,還是會有失去控制撞擊真空管壁的危險。這樣的粒子束的不穩定性是一個很嚴重的問題,可能會導致加速器由於損壞而停止。
重複上千次這樣的計算,我們就可以知道加速器中的粒子束的穩定運行路徑等等情況。

作業系統

LHC@home 能夠在 Windows 和 Linux 等作業系統上運行,但我們希望儘可能在近期內藉助測試者們的幫助,把它拓展到其它平台上。(特別鳴謝 Robert Virga,他作為一位測試者,開發了在 Linux 平台上 LHC@home 屏保的一個圖形包。)
Windows 上的屏保程式模擬一批類似於計算程式(SixTrack)模擬的粒子。但是,屏保模擬的粒子運動是由一個與 Sixtrack(模擬 LHC 的主程式)完全獨立的算法決定的。但我們正打算推出一個展示代表 Sixtrack 正在模擬的粒子束中的粒子的螢幕保護

功能介紹

在 2005 年三月,一些巨大的偶極超導電磁鐵被安裝在 LHC 的隧道中。每一塊電磁鐵被安裝後,工作人員就對其進行測量以獲取其參數。如果這些參數與規定值有較大的偏離,我們就需要運行 SixTrack 來研究這會對 LHC 的運行有什麼影響。對需要將 1232 塊超導電磁鐵單獨安裝在 LHC 上的工程師來說,獲取模擬的結果至關重要。所以說,您對 LHC@home 的參與真的能夠幫助我們建成 LHC !
除了幫助建造 LHC 以外,LHC@home 也可以幫我們獲得一些對分散式計算所面對的挑戰的基本的洞察。無論在是 LHC@home 還是它的內部發行的前身 CPSS 中,我們都發現不同的處理器可能會產生顯著不同的結果。這是因為在不同的處理器中,一些數學運算,比如說指數運算和正切運算的捨入,是不同的。由於缺乏一個統一的國際標準,所以在不同處理器中會有微小的誤差。又由於 SixTrack 模擬的粒子束的運動是一種渾沌的運動, SixTrack 會把不同處理器間的微小誤差放大成為引人注目的不同結果。儘管最初我們遇到了這個在程式初始化時的問題,但我們已經用位於 Lyon 的 Ecole Nationale Supérieure 中的一個群隊最新開發的函式館解決了它。這個結果給了現在正在開發的、將要在一大類不同的計算機上運行的格線計算應用程式一個潛在的啟示。
如今,SixTrack已加入BOINC計畫,你可以用BOINC管理SixTrack的運算了。

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