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超級電腦領域的諾貝爾獎–Gordon Bell Prize

103/01/29 瀏覽次數 13411
戈登貝爾獎(ACM Gordon Bell Prize)由美國計算機協會(Association for Computing Machinery, ACM)於每年SC大會頒發,獎金$10,000美金由高速計算界的先驅Gordon Bell〔1〕提供,旨在獎勵在高速計算應用方面的傑出成就。ACM Gordon Bell Prize是高速計算應用領域的最高殊榮,甚至有人以高速計算界的諾貝爾獎來形容它。與TOP 500 List著眼於高速計算硬體性能不同,ACM Gordon Bell Prize更著重於高速計算應用。

2013年ACM Gordon Bell Prize是由蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich),IBM 蘇黎世研究實驗室(IBM Zurich Research Laboratory),慕尼黑工業大學(Technical University of Munich)以及勞倫斯利福摩爾國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory)共同獲得。本次獲獎主題為氣泡破裂的計算流體力學模擬(Computational Fluid Dynamics, CFD),模擬了15,000個氣泡破裂,使用了13兆個網格,640萬個執行緒,在目前世界排名第三的超級電腦Sequoia〔2〕上達到了14.4 PFLOPS〔3〕的持續運算效能(sustained performance),創下世界上最大規模的CFD模擬紀錄〔4〕,此模擬比起其他同類型的模擬有150倍的性能提升,這也是獲得評審青睞的主要原因。

此模擬與船隻螺旋槳葉片的損壞問題息息相關,螺旋槳旋轉時造成流體部分區域壓力下降,當區域壓力下降至比飽和蒸汽壓低時,該區域液體會汽化形成氣泡,當氣泡流至壓力較高的區域時,氣泡又破裂。氣泡產生與破裂的過程會形成震波,頻繁的衝擊會造成材料的疲勞,此一現象就叫做空蝕效應(Cavitation)。

此模擬使我們對於空蝕現象的掌握有相當的幫助,這研究除了是對科學知識的追求之外,後續帶來的應用更是值得期待,像是利用原本困擾人們的空蝕現象去對腎結石、腫瘤進行物理破壞,或是改進高壓燃料噴嘴降低空蝕現象的發生等等。得獎團隊表示希望可以藉由得獎所獲得的關注,開拓新的合作機會,特別是bubble cavitation在醫療領域的潛在應用。

參考資料

[1] Gordon Bell現為微軟研究員
[2] http://www.top500.org/system/177556,Sequoia在2013/11月的TOP500中排名第三,此次模擬的14.4 PFlops持續運算效能是Sequoia理論運算效能的73%。
[3] 1 PFLOPS(petaFLOPS)等於每秒一千兆(=1015)次的浮點運算
[4] http://awards.acm.org/press_releases/bell-2013.pdf
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