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Processori Intel al servizio della scienza

13 Luglio 2004

Processori Intel al servizio della scienza

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All'interno dei laboratori del CASPUR (Consorzio interuniversitario che si occupa di supercalcolo per la ricerca e per le Università), sono stati effettuati esperimenti per ottimizzare due codici di calcolo numerico: Gaussian, utilizzato per la chimica quantistica, e Lattice Boltzmann per la fluidodinamica

Utilizzando sistemi con processori Intel Itanium 2 per far girare i codici, sono stati ottenuti tempi competitivi di risoluzione, paragonati a quelli richiesti da altri sistemi simili per funzionalità.

Il codice Gaussian è un’applicazione conosciuta e utilizzata a livello mondiale per lo studio e la modellazione del comportamento molecolare secondo le leggi della meccanica quantistica. È utilizzato comunemente per predire le energie, le strutture molecolari e le frequenze vibrazionali negli ambienti dedicati allo studio della chimica. Il codice che permette di ottenere le soluzioni di Gaussian è una complessa suite di programmi compilati in diversi linguaggi, come Fortran o linguaggio C

Il metodo di risoluzione Lattice-Boltzmann, discretizza l’equazione di Boltzmann, e approssima il valore della soluzione con un metodo ricorsivo a passi. Lattice Boltzmann è un approccio alternativo alla soluzione delle equazioni di Navier-Stokes che descrivono il comportamento di un flusso incomprimibile di un fluido come ad esempio l’aria a basse velocità.
Questo metodo è normalmente utilizzato dalle case automobilistiche e aeronautiche per l’ottimizzazione dell’aerodinamica o per determinare il comportamento di miscele di fluidi.

Gli sceinziati di CASPUR hanno sviluppato, nel caso specifico del risolutore Lattice Boltzmann, un codice ottimizzato appositamente per piattaforme Intel Itanium 2. Questi codici sono stati scritti ed ottimizzati con i compilatori Intel C/C++ Compiler e Intel Fortran Compiler con i quali è stato possibile sfruttare pienamente tutte le potenzialità di calcolo e le risorse messe a disposizione dal processore.

I buoni risultati ottenuti dall’Itanium2 dimostrano come la sua esclusiva architettura parallelizzata EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing), offra elevate prestazioni senza la necessità dell’intervento di uno sviluppatore che agisca sulle istruzioni, lasciando direttamente al processore la gestione di queste operazioni. L’ottimizzazione delle risorse e l’elevato livello di definizione dei calcoli in Floating Point, congiunta con la gestione della doppia precisione estesa, forniscono al processore un’accurata e veloce capacità di calcolo ad alto livello.

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