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研究计算

Improving the Visualization of Data
提高数据的可视化 左边是处理援助数据的传统方法的例子(红到绿的点代表援助数量)。右图是使用HPC生成的栅格图,它更准确地表示援助数据(红色到绿色像素表示援助数量)。由AidData的Daniel Runfola和Seth Goodman提交
Simulating Urban Flood Levels
模拟城市洪水水位 这张照片显示了在洪水期间,一个城市的建筑物和道路可能被淹没的深度。由VIMS物理科学的Joseph Zhang提交
Quantum Mechanical Phenomena in New States of Matter
新物质状态中的量子力学现象 史浩、西蒙娜·基耶萨和张世伟进行了计算,研究了被困在煎饼状井中的原子,并被冷却到超低温(亚nk)。这些系统形成了一种超流体,可以潜在地揭示各种奇异的量子力学现象,这些现象与物质的新状态和我们对微观世界的理解有关。上图显示了原子是如何成对形成超流体的。张世伟提交,物理
Pressure Calibrations
压力校准 在一篇著名的《物理评论快报》上,马风杰、Wirawan Purwanto、张石伟和Henry Krakauer进行了计算,以更好地从微观理论预测材料的性质。如图所示为BN的结果,在佳博体育高压实验中用作压力校准。新的结果(红色)与低压下的实验(不同符号)进行了比较。通过对高压的计算给出预测。张世伟提交,物理
Processing Satellite Data
处理卫星数据 NDVI(归一化植被指数)来自MODIS卫星图像由AidData的Daniel Runfola和Seth Goodman提交
The Quantum Mechanics of Electrons
电子的量子力学 在《物理评论X》(Physical Review X)上发表的一篇著名论文中,秦明普、史浩和张世伟进行了计算,研究了哈伯德模型。哈伯德模型是理解磁性和超导材料中电子量子力学性质的基本模型。计算(由X和红线表示)使用了William & 玛丽开发的AFQMC方法和大规模高性能计算。他们的研究结果是西蒙斯基金会(Simons Foundation)资助的一项国际合作中,世界上最复杂的计算方法(用各种符号表示)的综合集合的基准。张世伟提交,物理
Macroeconomic Distribution Comparisons
宏观经济分布比较 该图比较了美国实际GDP、GDP价格平缩指数和3个月国库券二级市场利率数据估计参数的先验分布(实线)和后置分布(虚线),在新凯恩斯宏观经济模型中,具有粘性价格、消费习惯形成、利率平滑、需求冲击、供应冲击、二是利率冲击,即货币政策受到利率下限为零的约束。所示的参数依次为(按行序排列)企业价格粘性、家庭消费持久性、需求持久性、供给持久性、利率持久性、供给冲击标准、需求冲击标准、利率冲击标准、货币政策通货膨胀反应、货币政策产出缺口反应、平均增长率、平均通货膨胀率以及产出、通货膨胀和利率的测量误差标准。由经济学的内特·斯罗克莫顿提交

威廉玛丽学院的信息技术系参与了学校的一系列活动。我们与学生、教职员工合作,为复杂问题寻找基于技术的解决方案。在学术领域中,没有什么问题比研究计算所解决的问题更复杂。

进入高性能计算

W&M IT在其队伍中包括一个致力于提供计算能力,技术技能和高水平的智力敏锐度的团队,以支持校园社区内研究人员进行的一系列计算项目。这个团队,即高性能计算(HPC)团队,维护着一组比典型个人计算机处理能力强得多的计算机组合。这些计算机被W&M学术团体的成员用来运行健壮的研究计算项目。

“W&M的HPC设备为计算提供了一个健康的中间立场,这些计算对于单个台式计算机来说要求太高,但对于大型超级计算设备来说又不是太大,”HPC经理、物理系高级研究科学家埃里克·沃尔特(Eric Walter)解释说。

这些设施包括三个主要的计算机集群,名为SciClone、Storm和Chesapeake,提供2600多个计算核心。SciClone集群已经成为校园HPC计算的主要组成部分。它提供了大约1200个计算核心和超过120tb的存储空间。Storm和Chesapeake是最近加入的船队(2014年),它们的加入为高性能计算利用时间的指数增长铺平了道路。例如,2015年5月使用了超过120万小时,而一年前的2014年5月仅使用了28,000小时。

HPC computing hours have recently increased exponentially. The colors represent the HPC computing clusters: SciClone (blue), Storm (green), Chesapeake (red)Walter和他的团队负责维护用于运行各种计算的服务器。研究计算项目通常需要高性能计算服务,因为它们执行的尖端计算需要大量内存和存储。此外,高性能计算设施允许大学成员在校园内进行研究的灵活性和便利性。

Walter补充说:“它允许用户在W&M员工支持的本地集群上开发和测试HPC软件和算法。

研究计算的作用

HPC设施为W&M社区的各种研究人员提供服务。研究计算对于物理系、应用科学系和VIMS物理科学系尤其重要。然而,高性能计算设备和服务也被各个学术部门的研究人员使用,包括经济系以及国际关系理论与实践研究所。

应用科学副教授Gregory Smith教授在一封电子邮件中指出:“我想说的是,(HPC团队)对我的研究项目的成功以及W&M数学/计算科学的广度和实力至关重要。”

史密斯在应用科学领域的工作使他能够与高性能计算团队及其设备进行可观的合作。他还表示,他对大学在他的领域的奉献感到兴奋,并补充说:“我非常感谢行政部门继续支持学院的集中高性能计算。”

负责研究和研究生专业研究的副教务长丹尼斯·马诺斯(Dennis Manos)表达了类似的观点,“很高兴知道计算科学对大学仍然非常重要。”

A展望未来

William & 玛丽计划继续扩展其研究计算能力,而信息技术的高性能计算(HPC)有望成为这一成熟过程中不可或缺的一部分。这一点在大学的基础设施中得到了证实,因为第三个综合科学中心(ISC3)的建设计划中包含了一个专门用于高性能计算的新空间。

“我们的目的是在可预见的未来保持强大的、常驻的建模、仿真和高周期计算能力。因此(HPC团队成员)正在苦苦思索ISC3内部设计的最终方法的深层基础设施需求……毫无疑问,我们对计算能力的需求不会消失,”Manos在一封电子邮件中说。

在W&M IT工作了15年之后,Tom Crockett于2015年6月从HPC经理的职位上退休,他对研究计算的未来充满信心,“我完全期待这个新的学术数据中心在未来几十年里为学院服务。”

Crockett持有一个独特的视角,揭示了多年来研究计算的发展。根据克罗克特的说法,毫无疑问,稳定的培养已经创造了一个完整的研究计算子结构。Crockett说:“看到William & 玛丽的高性能计算活动从一个温和的,有时是不稳定的开始发展到现在的强劲状态,这是令人欣慰的。”