2019-07-09

Superkomputer – rozwiązanie dla branży motoryzacyjnej

Hiszpański producent samochodów nawiązał współpracę z ośrodkiem badawczym Barcelona Supercomputing Center, w ramach której udostępniono marce najmocniejszy w Hiszpanii, superkomputer MareNotrum 4. Ten wysokowydajny sprzęt pomoże poprawić aerodynamikę samochodów, zwiększyć bezpieczeństwo oraz zmniejszyć zużycie paliwa i zredukować emisję szkodliwych substancji.

Superkomputer MareNostrum 4 dysponuje mocą 40 000 komputerów pracujących jednocześnie – to najpotężniejsze urządzenie w Hiszpanii i siódme w Europie. Jego moc obliczeniowa umożliwia wykonywanie różnorodnego rodzaju symulacji, zarówno tych imitujących pracę serca, jak i przewidujących zmiany klimatu czy prawdopodobne katastrofy środowiskowe. W przypadku współpracy z SEAT-em, celem superkomputera jest wykorzystanie jego 165 888 procesorów do ulepszenia samochodów.

6 912 układów scalonych w dawnej kaplicy

Siedzibą MareNostrum 4 jest Barcelona Supercomputing Center (BSC) – publiczny ośrodek badawczy, który mieści się w starej, zdesakralizowanej kaplicy na Kampusie Północnym Politechniki Katalońskiej. Temperatura 24°C i stała wilgotność powietrza na poziomie 36% to idealne warunki pracy dla tego superkomputera. Oriol Lehmkuhl, Badacz w Barcelona Supercomputing Center, zajmujący się modelami fizycznymi i numerycznymi, jest jednym z setek specjalistów pracujących z dowolnego zakątka świata, którzy wykorzystują ten superkomputer do swoich projektów. – Specjalizuję się w badaniu komór spalania samolotów, do czego potrzebuję symulacji działania turbin wiatrowych. Z kolei we współpracy z SEAT-em badam wpływ geometrii piasty koła na aerodynamikę samochodu – mówi Lehmkuhl.

Samochody bezpieczniejsze, wygodniejsze i bardziej wydajne

Poprawa aerodynamiki samochodu polega na obniżeniu współczynnika oporu powietrza. Dzięki temu pojazdy stają się bezpieczniejsze i bardziej wydajne, zużywają mniej paliwa i emitują mniejszą ilość CO2. Kluczowymi obszarami analizy są przód i tył samochodu, podwozie, opony i koła. Dotychczasowo do doskonalenia aerodynamiki pojazdów wykorzystywano gliniane prototypy poszczególnych elementów samochodu, które poddawano szeregowi testów i symulacji w tunelu aerodynamicznym. Takie rozwiązanie miało jednak swoje wady. – Korzystanie z tunelu aerodynamicznego jest kosztowne, a modele z gliny szybko się niszczą i wymagają ciągłej wymiany – mówi María García-Navas, Inżynier z Działu Rozwoju i Aerodynamiki SEAT-a. – Ponadto moc obliczeniowa superkomputera z BSC pozwala nam uwzględnić więcej parametrów i zobaczyć, jak powietrze zachowuje się wewnątrz felg, gdy koła się poruszają. Dzięki MareNostrum 4 przeprowadzane symulacje praktycznie niczym nie różnią się od rzeczywistego zachowania kół w naturalnych warunkach – dodaje Maria.

Kilka godzin testów zamiast miesięcy badań

Jedną z największych zalet 165 888 procesorów pracujących jednocześnie jest rekordowy czas potrzebny na wykonanie badania. – Geometrię koła przedstawiliśmy za pomocą cyfrowej, punktowej siatki, a każdy z tych punktów jest analizowany przez zestaw procesorów pracujących równocześnie. Gdyby analizować je osobno, badania przeciągnęłyby się o dodatkowe miesiące – tłumaczy Oriol.

Przyszłość mierzona w petaflopsach (miara wydajności komputera)

Symulacje z wykorzystaniem superkomputera otwierają nowe możliwości badań nad aerodynamiką. – W przyszłości chcielibyśmy móc symulować wszystko naraz: przepływ powietrza, strukturę samochodu, spalanie, a nawet osobę siedzącą w środku. Na razie nie możemy tego uczynić. Ale za 15 lat, gdy komputery będą 1 000 razy bardziej wydajne, stanie się to osiągalne – mówi dr Lehmkuhl. BSC jest ośrodkiem branym pod uwagę przy wyborze lokum dla MareNostrum 5 – superkomputera o 20-krotnie większej sile niż aktualnie tam działający MareNostrum 4.

MareNostrum 4, fakty i liczby:

Superkomputer