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

) Plannen voor de komende 5 jaren voor HPC-gebruik• Het belang en de noodzaak van de numerieke simulaties zullen in de komende5 jaren nog drastisch toenemen aangezien de modellen zullen ingeschakeldworden voor de verbetering van ruimteweersvoorspellingen. Het space explorationprogramma AURORA van ESA staat of valt met dergelijke voorspellingen. Er zullendus nog heel wat simulaties moeten gebeuren en de event studies zullen nog veelrealistischer moeten zijn. De nodige rekenkracht zal dan ook minstens VIJFTIGkeer groter worden in de komende 5 jaren. De huidige rekenkracht die terbeschikking staat is 4 Tflops. Binnen 5 jaar wordt verwacht dat 100-200 Tflopszullen nodig zijn (S. Poedts, CPA, KULeuven).• De onderzoeksgroep CMT (F. Peeters, UAntwerpen) plant in de volgende 5 jarenab-initio berekeningen aan nanosystemen, simulatie van de groei van materialen,voorspelling van de eigenschappen van materialen. Te veel rekencapaciteitbestaat niet. De onderzoeksonderwerpen worden o.a. bepaald (beperkt) door debeschikbare rekencapaciteit, bijv. de grootte van het systeem dat gemodelleerdkan worden.• C. Maes, Theoretische Fysica KULeuven plant de numerieke component van zijnonderzoek ten gronde en uitbundig te verstevigen, maar kan er momenteel geengetal op plakken. Computerkracht is voldoende beschikbaar, maar hij is op zoeknaar mankracht (expertise).c) Baanbrekend onderzoek met HPC-infrastructuur van 100 Teraflops• Met een machine van 100 Teraflops zou de groep CPA (S. Poedts, KULeuven)eindelijk kunnen concurreren met groepen in de USA. Hun rekentechnieken zijnbeter maar ze worden over-powered door de Amerikanen (die met minder goedenumerieke technieken toch betere simulaties kunnen maken doordat ze 10 tot 100keer meer rekenkracht ter beschikking hebben). CPA zou dan de beste techniekenmet de hoogste resoluties kunnen combineren en dus de meest geavanceerdenumerieke simulaties van coronale massa- ejecties en CME schokgolven ter wereldkunnen uitvoeren. Bovendien zouden dan de wiskundige modellen kunnen wordenuitgebreid, en zouden bijvoorbeeld deeltjes-versnelling en multicomponentplasma’s in rekening worden gebracht, waardoor de simulaties nog realistischerworden. Dit kan momenteel niet wegens gebrek aan rekenkracht. De geplandesimulaties zijn overigens van strategisch belang. Het is duidelijk dat de groep diede beste simulaties kan uitvoeren, de beste ESA en EU contracten zal binnenhalenin de volgende decennia.• Nano-supergeleiding: berekening van de invloed van de eindige afmeting van desupergeleider op de supergeleidende eigenschappen zou mogelijk zijn. Voortsvoorspelling van de kritische parameters van een supergeleider op basis van ‘abinitio’ berekeningen. ‘Ab initio’ berekeningen van de elektronische eigenschappenvan nano-gestructureerde halfgeleiders.(CMT, F. Peeters, UAntwerpen)• Mits voldoende competente gebruikers zouden ingewikkelde biofysische processenkunnen gemodelleerd worden, en ter ondersteuning van theoretische ontwikkelingen(Theoretische Fysica, C.Maes, KULeuven).d) Gewenste ondersteuning• Het CPA (S. Poedts, KULeuven) ontwikkelt al zijn codes zelf, en maakt ze parallel.Op dat vlak is geen ondersteuning nodig. Parallellisatie en ‘load balancing’ behorentot hun onderzoeksdomeinen en –expertise.• CMT (F. Peeters, UAntwerpen) werkt reeds samen met dept.Wiskunde/Informaticavan UAntwerpen voor ondersteuning op het gebied van algoritmen en software.• Ondersteuning op het vlak van algoritmiek en software engineering, meer bepaaldvoor INTENSIEVE parallellisatie is gewenst om een hoge capaciteit HPCinfrastructuur maximaal uit te baten voor de wetenschappelijke doelstellingen(C. Maes, KULeuven)Aanbevelingen en verwachtingen• Een grote centrale computercluster is zonder meer nodig in Vlaanderen. S. Poedts(KULeuven) zou de bestaande infrastructuur van de KULeuven willen uitbreiden om65