High Performance Computing (HPC) in Vlaanderen - Koninklijke ...

More documents

Recommendations

Info

Bijlage 3: Samenvattingen van de enquête resultaten in VlaanderenBijlage 3a: Materiaalonderzoek en NanotechnologieProf. Yvan BruynseraedeBelangrijkste Research Richtingen• Metallische nanostructuren: structurele, elektronische en magnetische eigenschappen.(K. Temst, KULeuven)• Halfgeleiderfysica: defectspectroscopie, foto- en elektroluminescente materialen,elektronen magnetische resonantie, metaal/halfgeleidersystemen. (P. Clauws,D. Poelman, F. Callens , R. Vanmeirhaeghe, UGent)• Materiaalonderzoek, twee-fasestromingen, massatransport in elektrochemischesystemen. (J. Fransaer, KULeuven)• Depositie van deklagen: kathodeprocessen, simulatie van de plasmaprocessen.Ontwikkeling van numerieke modellen voor de beschrijving van plasma`s/gasontladingen, de interactie tussen plasma/laser en vaste stof oppervlak.(A. Bogaerts, UAntwerpen)• Gebruik van “High Throughput Methodologieën” voor de materiaalindustrie:ontwikkelen van combinatorische methoden. (J. Paul, FLAMAC)• Multi-scale modelling van de plastische vervorming van metalen: eindigeelementenberekeningen van metaalomvormingsprocessen, polykristaldeformatiemodellen,dislocatiepatronen, effect van twee-fazedeeltjes, reacties tussenindividuele dislocaties, klassieke en nieuwe bronnen van dislocaties. (P. VanHoutte, KULeuven)• Studie van elektronische en structurele eigenschappen van materialen: computationeletechnieken, ab initio elektronische structuurberekeningen. (D. Lamoen,UAntwerpen)• Moleculaire dynamica simulaties van de groei van structuren met silicium- engermaniumlagen. Ab initio berekeningen en moleculaire dynamica: elektronischebandstructuur, fononspectra en elektron-fononinteractie in kwantumdraden metuiteenlopende afmetingen, gelaagde halfgeleiderstructuren en koolstofnanobuizen.(M. Van Rossum, IMEC)• Eigenschappen van vaste stoffen onderzocht en geanalyseerd door kwantumsimulaties;“ab initio” of “first-principles” berekeningen. (S. Cottenier, KULeuven)Niveau verwachte HPC-infrastructuura) Reeds ondernomen HPC-gerichte toepassingen.• Moleculaire-dynamica simulaties werden uitgevoerd, waarvoor computertijd terbeschikking gesteld werd op de IBM 3090/600 VF computerfaciliteit van deKULeuven. (K. Temst, KULeuven)• Simulaties van de turbulente stroming rond roterende cylinderelektrodesuitgevoerd op de cluster van de KULeuven. Starten van grootschalige simulatiesmet meer dan 200 processoren. (J. Fransaer, KULeuven)• Eindige-elementsimulaties van plastische vormgevingsprocessen voor anisotropematerialen. op de HPC van de KULeuven. (P. Van Houtte, KULeuven)• Berekeningen op snelle PCs of op de supercomputer-cluster van de UAntwerpen(Sun Microsystems Belgium, met 256 computers), die elk uitgerust zijn mettwee 64 bit AMD processoren. Plannen om enkele van onze programma´s teparallelliseren. (A. Bogaerts, UAntwerpen)• Parallelberekeningen werden uitgevoerd met 10-100 processoren en 2 GB RAMgeheugen aan het Max-Planck-Institut te Stuttgart en het FZ Jülich. (D. Lamoen,UAntwerpen).• Ab-initio-berekeningen van elektronische bandstructuur en fononspectra zijnuitgevoerd voor lange, dunne kwantumdraden. Maximale rekencapaciteit die terbeschikking staat: PC cluster bestaande uit 24 Pentium IV (3 GHz) processoren.Iedere processor heeft 2 Gb geheugen. Totale hardeschijfruimte: 450 Gb. De33
computers zijn via een gigabit-ethernet switch met elkaar verbonden. (M. VanRossum, IMEC)• Typische berekeningen zijn voor eenheidscellen van 20-100 atomen op een tientalparallel gekoppelde pc’s. Maximale rekencapaciteit die ter beschikking staat: PCclusterbestaande uit 24 Pentium IV. (3 GHz) processoren. Iedere processor heeft2 Gb geheugen. Totale hardeschijfruimte: 450 Gb. De computers zijn via eengigabit-ethernet-switch met elkaar verbonden. (S. Cottenier, KULeuven)b) Plannen voor de komende 5 jaren voor HPC-gebruik.• Grootschalige micromagnetische simulaties. (K. Temst, KULeuven)• Simulaties uitbreiden naar de stroomdistributies op roterende cilinderelektrodesmet 100 of meer processoren. (J. Fransaer, KULeuven)• Verder ontwikkelen van numerieke modellen met snellere computers: laser ablatieprocessen beschrijven op langere tijdsschaal, nl. ms-regime; simuleren van deafzetting van nanogestructureerde filmen. (A. Bogaerts, UAntwerpen)• Begrijpen van materiaal eigenschappen op atomaire schaal mbv modelleringstechnieken.(J. Paul, FLAMAC)• Onderzoek van ternaire en quaternaire halfgeleider structuren dmv. “firstprinciples” elektronische structuurberekeningen. Nood aan HPC-systemen metgrotere geheugencapaciteit. (D. Lamoen, UAntwerpen)• Uitbreiding van de ab initio berekeningen, de zelf-consistente berekeningen ende kwantumtransportsimulaties tot structuren met kleinere symmetrie en mesoscopischeafmetingen (2 tot 100 nm) . Nood aan 100 processoren met optischeverbinding (“infiniband switch”) en 4 GB geheugen per processor. (M. Van Rossum,IMEC)• Nood aan het voltijdse equivalent van 20-40 cpu’s per project ofonderzoeker.(S. Cottenier, KULeuven)c) Baanbrekend onderzoek met HPC-infrastructuur van 100 Teraflops• Driedimensionale micromagnetische simulaties van magnetische nanostructuren.(K. Temst, KULeuven)• De invloed van turbulent massatransport op (elektro)chemische processensimuleren (J. Fransaer, KULeuven)• Om tot een volledige simulatie van het depositieproces te komen moeten deverschillende onderdelen van het huidig lopend onderzoek met elkaar gekoppeldworden: Kinetic Monte Carlo simulaties en Particle-In-Cell simulaties. (D. Depla,UGent)• Het ontwerp en de ontwikkeling van materialen versnellen en deze strategiecombineren met de aanwezig kennis binnen de materiaal industrie in Vlaanderen:platform voor pragmatisch modelleren in materiaal onderzoek. (J. Paul, FLAMAC).• Realistische simulaties aan multilaagstructuren waarbij voldoende atomaire lagenin rekening worden gebracht (~ enkele honderden atomen) en waarbij ook destructuur (i.e. atoomposities) volledig gerelaxeerd kan worden. (D. Lamoen,UAntwerpen)• Informatie over nieuwe typen halfgeleidercomponenten mbv ab-initioberekeningenen transportsimulaties. (M.Van Rossum, IMEC)• Het toekomstideaal is dat materialen met nieuwe gewenste eigenschappen eerstvolledig computationeel ontworpen worden, voordat deze in een labo gesynthetiseerdworden: ‘computational materials design’. (S. Cottenier, KULeuven)d) Gewenste ondersteuning• Er zou een adequate ondersteuning moeten komen voor de technische ennumerische aspecten van de HPC-infrastructuur. (K. Temst, KULeuven)• Onderlinge samenwerking is essentieel voor het slagen van bepaalde simulaties.(J. Fransaer, KULeuven)• Een vlotte technische ondersteuning op vlak van het operating systeem is absoluutnodig. Al te dikwijls blijkt, dat een programma dat in principe reeds op een34
Page 1 and 2: De Koninklijke Vlaamse Academie van
Page 3 and 4: High Performance Computing (HPC) in
Page 5 and 6: High Performance Computing (HPC)In
Page 8 and 9: INHOUDMANAGEMENT SAMENVATTING . . .
Page 10 and 11: ADVIES VAN DE KVABoverHIGH PERFORMA
Page 12 and 13: ADVIES VAN DE KVABoverHIGH PERFORMA
Page 14 and 15: Op industrieel vlak, wordt het ontw
Page 16 and 17: Tabel 2.1. The Challenges and Outco
Page 18 and 19: Een strategie waarbij de wetenschap
Page 20 and 21: omgevingstudies komen aan bod met o
Page 22 and 23: Tabel 3.2.: Rangschikking van de be
Page 24 and 25: Figuur 3.4: Distributie van de HPC-
Page 26 and 27: 4 CPU’s) geinstalleerd die verbon
Page 28 and 29: Omgezet naar rekencapaciteit, kan d
Page 30 and 31: 3. Naast het uitvoeren van de eigen
Page 32 and 33: Het is de overtuiging van de KVAB,
Page 34 and 35: Bijlage 2: Enquete formulierWerkgro
Page 38 and 39: parallelcomputer of een clustercomp
Page 40 and 41: Bijlage 3b: Moleculaire Biologie en
Page 42 and 43: grote hoeveelheden gegevens. Bepaal
Page 44 and 45: • Hydrodynamica (golven en stromi
Page 46 and 47: • Capaciteit van ongeveer 1 Teraf
Page 48 and 49: • Bij iteratieve beeldreconstruct
Page 50 and 51: Bijlage 3d: Moleculaire ChemieProf.
Page 52 and 53: infrastructuur. Zaken als disk spac
Page 54 and 55: Bijlage 3e: Toegepaste Wiskunde en
Page 56 and 57: gezien worden. BEgrid mag men niet
Page 58 and 59: • Wat MHD-simulaties betreft: de
Page 60 and 61: slagen wij er momenteel in om aan d
Page 62 and 63: Bijlage 3h: Turbulentie en Verbrand
Page 64 and 65: elektrochemisch massatransport; vli
Page 66 and 67: Bijlage 3i: MilieustudiesProf. Yvan
Page 68 and 69: ) Plannen voor de komende 5 jaren v
Page 70 and 71: Bijlage 4: De TOP500 HPC lijst van
Page 72 and 73: Top HPC-systemen in Europa (Novembe
Page 74: SummaryThe Koninklijke Vlaamse Acad

High Performance Computing (HPC) in Vlaanderen - Koninklijke ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?