Supercomputação na perspectiva
europeia – Cromodinâmica Quântica
na rede
Pedro Alberto
Centro de Física Computacional
Laboratório de Computação Avançada
Universidade de Coimbra
Ciência 2009
30 Julho 2009
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O que é supercomputação ?
(computação de elevado desempenho – HPC)
Combinação do poder de muitos processadores
ligados por uma rede rápida e dedicada para
estudar sistemas complexos (muitos graus de
liberdade/variáveis)
Hoje em dia é considerada estratégica pelos
países mais avançados para o desenvolvimento
do terceiro pilar da Ciência: a simulação
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30 Julho 2009
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Supercomputing Drives Science through
Simulation
Environment
Weather/ Climatology
Pollution / Ozone Hole
Ageing Society
Medicine
Biology
Materials/ Inf. Tech
Energy
Spintronics
Plasma Physics
Nano-science 3
Fuel Cells
Cromodinâmica Quântica (QCD)
Teoria fundamental da interacção forte
Partículas elementares: quarks e gluões
Força que liga os hadrões (ex.:os protões e
neutrões, constituintes do núcleo atómico)
Base da energia obtida pela fissão nuclear
(centrais nucleares) e pela fusão nuclear (energia
solar, futuros reactores de fusão)
Teoria não-linear
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Cromodinâmica Quântica
Dois regimes:
– Altas energias – liberdade assimptótica – partículas
quase livres, regime perturbativo
– Baixas energias – confinamento absoluto – regime não
perturbativo (não se detectaram quarks isolados)
O regime não perturbativo não permite uma
abordagem sistemática baseada em
desenvolvimentos em potências da constante de
acoplamento, mas muitas das propriedades dos
hadrões são obtidas nesse regime
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Cromodinâmica Quântica na rede
A teoria é discretizada numa grelha regular no
espaço-tempo a 4 dimensões



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a
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


Regulariza a teoria e torna-a “calculável” no
regime não-perturbativo
Tem funcionado ultimamente como teste
“experimental” para modelos fenomenológicos
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Cromodinâmica Quântica na rede
No CFC, Orlando Oliveira tem investigado as
implicações de vários mecanismos para o
confinamento como o de Gribov-Zwanziger e o de
Kugo-Ojima
Estes estudos envolvem os propagadores dos
gluões e “ghosts” para momento zero no padrão de
Landau
Numericamente são problemas muito delicados
porque dependem bastante do tamanho da rede e
dos efeitos do volume finito (escala do momento ~
1/a).
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Cromodinâmica Quântica na rede
Simulações mais precisas envolverão uma rede de
2564 requerendo até 4,6 TB de memória e 4096
processadores.
A Cromodinâmica Quântica na rede tem sido desde
os anos 90 um dos campos científicos mais
exigentes no que diz respeito à supercomputação
Na Europa este campo tem sido bastante
desenvolvido, tendo sido inclusivamente
desenvolvido “hardware” especialmente optimizado
para ele (APEmille do INFN)
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Projecto PRACE
(Partnership for Advanced Computing in Europe)
Projecto de 20 M€ (10 M€ da UE) do FP7 a terminar
este ano
14 países envolvidos mas já 18 assinaram o MoU
Actividade intensa relacionada com HPC
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Protótipos para futuros sistemas Petaflop/s
Seminários científicos (ex. DEISA-PRACE)
Escolas sobre HPC
Seminários industriais com empresas
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PRACE – Project Consortium
New Partners - since May 2008 - of the PRACE Initiative :
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The ESFRI Vision for a European HPC
service
 European HPC-facilities at the top of an
tier-0
HPC provisioning pyramid
– Tier-0: 3-5 European Centres
– Tier-1: National Centres
– Tier-2: Regional/University Centres
PRACE
DEISA
tier-1
tier-2
 Creation of a European HPC ecosystem
involving all stakeholders
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–
HPC service providers on all tiers
Grid Infrastructures
Scientific and industrial user communities
The European HPC hard- and software industry
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Projecto PRACE
(Partnership for Advanced Computing in Europe)
Estado actual:
Modelo de governança e financiamento
a ser ultimado
Assinatura do contrato para a futura
infra-estrutura no fim de 2009
A UE vai lançar uma “call” de 20 M€
especificamente para o PRACE (até
Novembro)
Portugal foi escolhido como sede!
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