Cientistas quebram barreira exaflop para simular química quântica

Uma equipe liderada por cientistas de Paderborn, Alemanha, Professor Thomas D. Kühne e Professor Christian

Plössla conseguiu se tornar o primeiro grupo no mundo aque quebrou a principal barreira da exaescala – mais de um trilhão de operações de ponto flutuante por segundo – para aplicações de ciência computacional. Com essa conquista, eles estabeleceram um novo recorde mundial.

Os cientistas superaram o desafio da exaescalaenquanto simula a proteína spike SARS-CoV-2 em uma aplicação de computação científica real. Eles fizeram a descoberta com a ajuda do supercomputador Perlmutter do Centro Nacional de Computação Científica de Pesquisa Energética (NERSC), nos EUA.

Perlmutter é atualmente o quintoo computador mais rápido do mundo. A base foi um novo método de modelagem que Plössl e Kühne desenvolveram nos últimos anos e integraram o programa de química quântica de código aberto CP2K.

No mundo da computação de alto desempenhoO número de operações aritméticas de ponto flutuante de precisão dupla (64 bits) realizadas por segundo é a referência para o desempenho de um supercomputador. Em 1984, a marca de um bilhão de operações por segundo foi alcançada pela primeira vez, um número que todos os smartphones hoje já ultrapassaram.

Modelando a proteína spike SARS-CoV-2 comUsando 4.400 aceleradores GPU, os cientistas ultrapassaram o limite de exaflops e atingiram 1,1 exaflops. Para efeito de comparação, uma etapa de simulação leva 42 segundos para 83 milhões de átomos, o que significa que o processo executa aproximadamente 47 × 10 elevado à 18ª potência de operações de ponto flutuante. Sem os requisitos de memória, tal cálculo teria levado cerca de 13 horas com o primeiro sistema petaflop, o supercomputador Roadrunner em 2008, e cerca de 1,5 anos com o primeiro sistema teraflop, ASCI Red, usado em 1997.

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