Cómo hacer que una supercomputadora trabaje sin atascos ✎ exprés

Original: "Exploiting Parallelism on Shared Memory in the QED Particle-in-Cell Code PICADOR with Greedy Load Balancing"
arXiv:1905.08217 · 2019-05-20 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 1 min
Científicos idearon un método para repartir partículas de manera uniforme entre los procesadores, logrando que la simulación de plasma láser sea decenas de veces más rápida.

Una supercomputadora que simula el comportamiento del plasma láser se parece a una cocina donde cientos de chefs preparan un mismo plato. Si en una hornilla se amontonan diez personas y en otra no hay nadie, el trabajo se detiene. Lo mismo ocurre en los cálculos: las partículas de plasma se acumulan en unas zonas del espacio, dejando otras casi vacías. Los procesadores que reciben las zonas 'calientes' trabajan al límite, mientras que los demás esperan.

Los autores del estudio propusieron cortar cada celda de cálculo en pequeñas porciones, como se cortan las verduras para una ensalada, de modo que cada chef reciba su puñado. Estas porciones se reparten dinámicamente entre los hilos libres del procesador. Si en un lugar hay demasiadas partículas, las porciones se subdividen aún más y se redistribuyen. Así, la carga se equilibra por sí sola, sin ajustes manuales.

En experimentos con problemas unidimensionales, bidimensionales y tridimensionales, el nuevo método resultó ser 2,1–10 veces más rápido que los esquemas anteriores en el código PICADOR.

Esto significa que los mismos cálculos pueden realizarse con menos computadoras o en menos tiempo. Para los físicos que estudian cascadas cuánticas en campos extremos de láser, esta velocidad es la oportunidad de probar hipótesis más rápido y avanzar hacia nuevos descubrimientos.

En una de las pruebas, la carga en los procesadores cambiaba cada pocos microsegundos de tiempo simulado, como si la cola en la caja se reorganizara decenas de veces por segundo.

En la novela 'El problema de los tres cuerpos' de Liu Cixin, los alienígenas resuelven un problema similar de distribución de cómputo, pero a escala galáctica.

Científicos
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Conceptos
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