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

• Organische reacties die zich afspelen in solventen, waarvoor een groot deel van hetsolvent expliciet in rekening moet gebracht worden met 2 Altix rekenunits met elk12 Itanium processoren en 2GB RAM geheugen per processor en recent daarnaast5 Power 5 IBM machines met elk 8 processoren en 4GB RAM geheugen perprocessor. (V. Van Speybroeck, M. Waroquier, UGent, VVS- CMM)• Beeldverwerking: niet-lineaire least-squares solver verplaatsinggebaseerde nietlineaireeindig elementenmodel toegepast voor de 3D vervormingschatting van eenmenselijk gezicht. De verwerking vaan 1 beeld uit de sequentie neemt nu eenhalve dag in beslag op een 2Ghz processor voor een eenvoudige gezichtsmodelstructuur met 850 punten. Om een realistische gezichtsbeweging te verkrijgen,zou het netwerk van punten moeten worden verfijnd wat zal leiden tot hogererekenbelasting. Driedimensionale tomografische reconstructie van de ondergrondom de posities, vorm, en materiële parameters van ondergrondse voorwerpenen/of fouten te schatten uit date geleverd door een grondradar of andere elektromagnetischesensoren. De oplossing van de hieraan gerelateerde inverse problemenvergt de oplossing of verscheidene driedimensionale voorwaartse problemen dieelk 2 uren vereisen op een standaardmachine met 2GHz processorsnelheid.(J. Cornelis, VUBrussel, ETRO)• Realistisch modelleren en simuleren van patient acquisities op SPECT en PETscanners door middel van bovenvermelde GATE-software. Daartoe werd in 2003een 37 nodes tellende cluster aangekocht (per node telkens twee 2,4 GHzprocessoren), m.a.w. in totaal dus een 75-tal CPUs. Deze cluster werd aangewendvoor GATE Monte-Carlogebaseerd onderzoek naar detector-modellering, evaluatievan reconstructie- en correctietechnieken, validatie van theoretische mathematicaalsook voor respons-karakterisering en voor simulatie van niet-meetbarefenomenen zoals septale penetratie van collimatoren. (K. Debosschere, J. VanCampenhout, UGent, ELIS-MEDISIP)• Bioinformatica toepassingen vereisen de HPC-infrastructuur voor toepassingenzoals text mining (16 miljoen abstracts in PubMed), analyse van grote datasets, inhet bijzonder na datafusie van verschillende experimenten en databronnen, en dezoektocht naar regulatorische elementen in het genoom. Bijvoorbeeld, in tweestudies betreffende de analyse van regulatorische elementen, uitgevoerd in 2006werd gebruik gemaakt van 5000 cpu-dagen rekentijd. (Y. Moreau, KULeuven,Elektrotechniek -Bioinformatica).b) Plannen voor de komende 5 jaren voor HPC-gebruik.• Grotere simulaties met een lage volumefractie aan deeltjes met een systeem van512 512 512 onbekenden gebruikt worden om op het einde van een simulatienog voldoende korrels over te houden voor een statistisch relevant resultaat. Noodaan meer 4Gb-node• Model uitbreiden: toevoeging van oriëntatie-afhankelijkheid van de eigenschappenvan de korrelgrenzen, diffusie van opgeloste onzuiverheden, fasetransformaties enhet effect van elastische spanningen op de evolutie van de microstructuur. Elkesimulatie vereist ongeveer 100 nodes van 4GB. Om de invloed van de verschillendeinvoerparameters na te gaan moeten meerdere simulaties uitgevoerd worden.Indien er meer dan 100 nodes zijn, kunnen meerdere simulaties tegelijk lopen.• Uitbreiding naar multischaal-simulatie, waarbij microscopische modellen (bv.moleculaire dynamica, modellen voor de evolutie van de microstructuur inheterogene materialen) uitgerekend worden, al dan niet gekoppeld aan macroscopischemodellen (differentiaalvergelijkingen). Deze berekeningen vergen eenzeer grote computercapaciteit (rekenwerk, geheugen) door de zeer fijne ruimteentijdschalen, en door de stochastische aspecten. Daarnaast grootschaligeoptimalisatieproblemen met partiële differentiaalvergelijkingen als beperkingen. Inhet domein van de onzekerheidspropagatie ontwikkelen van numerieke techniekendie toelaten om het effect te berekenen van onzekere of stochastische parametersop de oplossing van een wiskundig model (een partiële differentiaalvergelijking)(stochastische en fuzzy eindige-elementen methodes). (D. De Schreye, P. Dutré,P. Verbaeten, KULeuven, Computerwetenschappen)42