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Chris Tanner,Derek Shaw,Marco Librero,NASA/Ames

美國國家航空及太空總署上周公布最新擴充的高效能運算(high-performance computing,HPC)系統Aitken成為全球58大超級電腦,將支援登陸火星、重返月球及太陽研究等太空任務。

Aitken經過這次擴充,成為NASA最強高效能運算系統,超越上一代HPC系統Pleiades保持14年的地位。

Aitken和Pleiades都是位於艾姆斯研究中心(Ames Research Center),後者則是整合節能技術的模組化超級電腦設施(modular supercomputing facility,MSF),該MSF占地1,200多坪,共含16模組的電腦及儲存設備,模組化設計提供未來擴充及支援不同任務的彈性。

除了Aitken及Pleiades外,NASA另外還有Electra及Endeavour兩臺超級電腦。

Aitken為NASA於2019年8月架設。在這次擴充工程中,新增4座HPE Apollo機架,包含512個AMD EPYC 7742 Rome處理器的節點,使Aitken來到3,200個節點,308,224核心,塞滿了MSF第一個模組。Aitken曾於2021年春天及夏天各擴充過一次,當時相當於全球500大超級電腦的84名及72名。而在最新擴充中,Aitken效能再提升16%,理論運算峰值來到13.12 petaflops,約當全球第58名。

Aitken所在的模組使用了結合戶外氣冷及風扇技術的系統,來冷卻封閉系統中的水,以移除電腦運算產生的高熱,並在周遭氣溫太高時,以鄰近模組的2臺絕熱冷卻器來冷卻水循環系統。

未來2年,NASA將在MSF安裝第二運算模組及新的資料模組,資料模組提供的檔案系統和現有NAS設備分開,以便能獨立維護,而不影響科學家的模擬專案。

Aitken將支援NASA各項研究專案,像是在未來的登陸火星任務Artemis中,模擬甘迺迪太空中心的發射環境,科學家將運用數千核心預測登月/登火星太空船、行動發射臺、基地臺架構及導焰槽(Flame Trench)的空氣動力負載,並加入發射臺噪音壓縮系統的水效應。模擬結果可提供發射環境更全面的極端條件,幫助NASA提供安全性、降低太空任務的風險,進而省下不必要的時間及金錢花費。

此外,NASA戈達德太空飛行中心(Goddard institute for Space Studies)也將利用Aitken進行日冕電漿的運動模擬,以了解太陽磁區和地球磁層的互動關係,這些研究也將有助於NASA的太陽探索任務之規畫。

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