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编程超级计算机一个新的,更加人性化的语言

只有超级有魅力,以解决面临的科学最伟大的挑战,但编程这些机器阻碍发现的难度。

Colored code on a computer screen

我们可以创建一个编程环境,并不需要每一个研究者是计算机科学家? | unsplash /马库斯spiske

几十年前电脑是昂贵的,复杂的和罕见的。

个人电脑革命改变了这一切,为我们中的大多数与人小,更快,更易于使用易于接近和更便宜的小玩意。科学家们也从中受益。他们开发的电脑技术来研究细胞的内部工作,围绕遥远恒星等现象一度远远超出了他们的观察力行星的轨道。

但研究人员在最前沿,有一定的讽刺又出现了新的和精密的仪器也开始生产这么多的数据来分析实验结果,需要超级计算机。和科学家谁试图分析这些巨大的数据集通常很难掌握到硬件程序所需的软件的复杂性。

进入摄政,由一组开发了一种新的编程语言带领由葡京体育的计算机科学家 亚历克斯·艾肯。除其他事项外,摄政使超级计算机更易于使用。 “我们想创造一个编程环境,并不需要每一个研究者是计算机科学家,说:”艾肯,通信和网络阿尔卡特朗讯教授。

摄政帮助解决在超级计算的最大挑战之一:今天的超级计算机以往任何时候都远高于更复杂,现有的编程语言一直在努力跟上时代的步伐。一台超级计算机可能会出现在大众的想象是一个巨大的机器,但它实际上是成千上万一起工作的微处理器的数组。科学家通常程序中使用C这些阵列++,软件语言发明了一些40年前 - 在计算机科学时间EON。当时,主要的微处理器是中央处理单元,或CPU,即推出PC革命的芯片。 CPU的快速的解决大型问题,一个接一个的计算,在什么程序员调用以串行方式。

最近,然而,第二类型的微处理器,已成为重要的超级计算:图形处理单元,或GPU。首先被用来控制数以百万计的电脑屏幕像素提高视频游戏的视觉效果,图形处理器能够同时执行很多类似的计算,或并联,程序员会说。并行处理已被证明在应用中极为有用,例如机器学习。 C ++已经升级跟上这些和其它硬件变更。不幸的是,补丁的增大已经使语言越来越难使用。摄政王,然而,更容易为一个超级计算机程序员做的事情一样分配序列处理任务的CPU和并行处理任务的GPU。

一旦摄政已经在概念层面框架的程序,程序员的意图被翻译 - 或者用技术术语,编译 - 成称为军团第二软件层,这艾肯也很发达。军团生成机器码 - 引导所述超级计算机的硬件如何执行程序明确指示。摄政与军团之间的紧密集成,使得它更容易为程序员做出其他重要决定;值得注意的是,在存储数据的超级计算机必须分析。

埃利奥特出栏,在SLAC国家加速器实验室几乎自成立以来已谁摄政和军团工作的科学家说,两层之间的集成度可节约程序员时间和金钱。计算机消耗能量,具有成本。但移动数据的能量成本可以对这些数据执行计算的100倍的成本。此外,大实验往往依赖于收集大量的数据的仪器。屠宰说,一些工具可以收集20个DVD视频每秒的数据相当于进行实验持续15分钟。甚至在移动的光在光纤的速度,获得从仪器到超级计算机的数据量可能造成的滞后可能胶了分析。 “你把数据证明是最重要的决定程序员品牌之一,”屠宰说。通过给在哪里存储数据,而它正在等待计算程序员前所未有的控制摄政军团节省时间和金钱。

“你可以先和位置数据后很容易地和没有重新编写代码编程计算任务,”他说。

将丽晶大行其道?研究人员说,新的语言必须克服的惯性很大。 “摄政王是编程的一个非常不同的方式,”艾肯说。 “这将需要一段时间研究人员通过必要的心态。”

但两个因素有利于自己操作。首先,超级计算机硬件的不断完善。美国。能源部正推动发展与它的百亿亿次计算项目,以实现其目的在supercomputational功率增加50倍大约在2021年能源部支持的软件项目,包括摄政,以帮助编程并驾齐驱。

此外,许多科学家想用超级计算机谁不熟悉当前的工具和所需的程序大实验的陡峭的学习曲线持怀疑态度。即使是经验丰富的超级计算机程序员可能会在当前系统繁琐,不知道是否有没有更好的办法。 “我们经常交谈的科学家谁知道摄政多么容易使生活对他们来说,”艾肯说。