Знание-сила, 1998 № 01 (847)
Шрифт:
Основная сложность в изучении звездных кластеров — неразрешимость задачи притяжения нескольких тел. Оказывается, только для двух тел можно точно написать уравнения гравитационного взаимодействия и решить их. Для трех тел задача разрешима только в некоторых частных случаях: когда все три движутся в одной плоскости или когда масса одного из них гораздо больше масс двух других. Единственная возможность понять, что будет происходить с сотней или сотней тысяч притягивающихся тел, — это решать задачу численно.
Вот тут и необходим суперкомпьютер.
Он высчитывает воздействие всех тел друг на друга и определяет, куда они сдвинутся за небольшой временной интервал под этим суммарным воздействием. Для звезд
К концу восьмидесятых годов суперкомпьютеры ускорились до миллиарда операций в секунду, но им тоже требовалось около трехсот лет для решения задачи Сугимото. Другого выхода не было: нужен был собственный компьютер. Однажды Сугимото встретился с астрофизиком Чикадой, который построил вместе со своей группой компьютер, удовлетворяющий его конкретным требованиям. А его аспиранты в Кембридже познакомились с тамошним физиком Зюсманом, построившим собственный компьютер для моделирования солнечных процессов. «Я построил компьютер из запасных деталей от компьютеров Хьюлит- Паккарда за несколько тысяч долларов.
Он создан для решения одной-единственной задачи, но считает достаточно быстро, и мне ни у кого не надо просить разрешения считать на нем», — рекламировал свои путь Зюсман. Это укрепило команду Сугимото в 1988 году в решении строить компьютер самостоятельно.
Компьютеры подобного типа называются ПСЦ — прибор для специальной цели. Для обычного компьютера пишется набор команд-инструкций: взять число из одной ячейки, сложить с числом из другой и положить в третью. Компьютеру приходится разбираться во всех этих инструкциях. А вот для ПСЦ не пишется никаких программ — он создан для одной задачи и всю свою жизнь делает один и тот же набор операций. Он похож на автоматизированную линию, изготавливающую одну вещь. Несколько десятков команд, вычисляющих гравитационное взаимодействие между телами, было попросту реализовано в виде специального микрочипа. В него вводились массы двух тел и расстояние между ними, а на выходе сразу появлялась величина силы. Она направлялась на другой чип, где складывалась с силами ото всех других звезд, и считалось ускорение и перемещение для данной звезды. Потом процесс повторялся уже с новым значением положения.
В 1988 году Сугимото удалось получить несколько тысяч долларов под свой компьютер и он начал его строить.
Буквально через полгода компьютер уже совершал восемь миллионов операций в секунду. Следующие два года ушли на поиски очередной порции денег. К 1991 году удалось добыть два миллиона долларов, и после нескольких не очень удачных прототипов в 1996 году появился на свет GRAPE IV.
Он состоял из 1700 одинаковых микросхем, которые одновременно вычисляли взаимное притяжение 1700 пар звезд, и в секунду это удавалось проделать 10 миллионов раз.
Таким образом, весь компьютер делал 17 миллиардов вычислений силы в секунду, а это означает триллион арифметических операций. Совсем маленький звездный кластер
Сейчас группа Сугимото занята поиском денег для следующего этапа работ — «петафлопового» компьютера, который сможет в деталях разобраться с поведением любых звездных кластеров. Никаких технических проблем перед собой авторы не видят, поскольку микросхемы очень быстро дешевеют и улучшаются. По сути дела, надо просто переделать GRAPE IV на современных деталях.
Государственные программы достижения скорости в «петафлопс ориентированы на 2015 год и стоимость не меньше 100 миллионов долларов. Есть надежда использовать голографические методы в ячейках памяти — это сократит срок и стоимость в два раза. Но это проекты на бумаге, a GRAPE - реальный и проверенный путь. Сама идея — создавать специальный компьютер для конкретной задачи — очень заинтересовала государственных экспертов, разрабатывающих суперкомпьютеры. Они оценили, что есть двенадцать наиболее важных задач, требующих быстродействия в «петафлоп», к примеру, медицинская диагностика, демографические анализы, поиск оптимальной формы самолетов. Таким образом, надо продумать и создать двенадцать компьютеров.
Так стремление астрофизика Сугимото решить свою задачу привело к новому направлению в компьютеростроеиии.
По материалам журнала «Дискавер» подготовил Александр СЕМЕНОВ.
Наталия Козлова
Сцены из жизни «молчаливого меньшинства»
Когда говорят об истории молчащих, как правило, имеют в виду тех, чье место на нижних ступенях социальной лестницы и кто лишен права на рассказ. Существует другая история молчащих — история привилегированных, власть имущих. Именно они поставляют официальную версию истории. Об их жизни пишут много. Сами они «для себя» пишут редко, все больше «для других» и «за других».
Среди прочитанного мною в Народном архиве — интересный документ: тринадцать тетрадок дневника партийного и профсоюзного работника Н. времен ленинградской блокады. Дневник был начат 27 января 1940 и обрывается на записи от 14 октября 1944 года, когда автору был сорок один год. В общем, немного о жизни довоенной, а в основном — блокада. Я не знаю дальнейшей судьбы этого человека; мне и хотелось, и не хотелось это узнавать. В конце концов решила ограничиться тем, что вычитывается из текста. Я пытаюсь освоить внутреннее пространство текста. А для этого надо дробить и упорядочивать, устанавливать ряды и описывать отношения, последовательности, типы социальных связей. В процессе чтения я, подобно археологу, осторожно снимаю культурные слои. Смысл прячется за смыслом, форма за формой.
Слой первый: свидетельство
Подробности драгоценны. Лишь из этого дневника я узнала о смехе людей на улицах во время налетов немецкой авиации на Ленинград в октябре 1941 года. О приступе аппетита у ленинградских жителей во время первой бомбежки 9 сентября 1941 года: «Только что возвратился из города. Устал, разнервничался... Ведь только подумать: обошел все, которые знаю, столовые, рестораны и кафе-закусочные и не пообедал! Из-за тревог!.. Народу у ресторанов, столовых, закусочных скопилось столько, что образовались километровые очереди. Как тревога, все разбегаются. Прекращается подача». Или любопытные для нашего современника, не получающего зарплату месяцами, сведения, что зарплату люди получали, что за квартиру платили, несмотря на блокаду,что подписывались на займы добровольно-принудительно, что разыгрывались лотереи...