第一百八十四章 虚拟泰坦和天然核反应堆

过了俩天，杜克委托库赛购买的服务器如期到货，杜克收到库赛的到货通知，驱车来到公司。“老板，你看，这就是你要的那套电脑，看看是否是你要购买的。”库赛等着公司中，看到杜克来了，赶紧将杜克带到那套服务器边上。杜克打开这套电脑，进入BIOS查看了一下配置，确实是俩个AMD的20核心Terramar处理器。“就是这个东西了，谢谢你，库赛，你去忙你的吧”杜克见确实是自己要的东西，就将一边的库赛打发走了。进入系统后，杜克拿出了随身带着的一张USB无线网卡接在服务器上，现在克里只能够通过无线方式进入网络，杜克就随身带着一张无线USB网卡。快速安装好无线网卡的驱动后，杜克启动克里接入进去，很快，克里结合事先获得的AMD这款Terramar处理器指令集，经过了不知道多少次的运算测试，终于，在大约2个多小时后，“新CPU系统硬件虚拟完成。”杜克脑海中突然震动了一下，克里给出了虚拟成功的信息。克里虚拟成功的这个软件Terramar处理器，完全具备Terramar处理器原来的性能和全部指令集，当然内部实现是不一样。紧接着克里以此为核心虚拟出一套双路CPU的独立的新系统，可以直接在这套虚拟硬件上面运行windows2012版本和常见的红帽linux系统。看见克里完成了一套双路CPU服务器硬件系统的克隆，杜克下载了一套最新版本的CPU测试应用程序，在克里内部的虚拟系统和身边的实际服务器上同时启动测试，结果表明克里模拟出来的Terramar系统同实际的硬件Terramar系统表现出一模一样的测试结果，证明了克里的克隆是非常成功的。紧接着杜克指示克里完成了4路，8路，32路，64路和128路服务器的模拟，经过了这番实际模拟测验，克里完全掌握了多路服务器硬件模拟，在这个基础上，杜克开始指示克里按照CrayXT5设计架构完成对泰坦II超级计算机的模拟工作。从超级计算机设计原理来说，其中并无神秘之处，泰坦II也不过是众多搭载4个20核心Terramar处理器和32GB的内存的计算节点构成，从功能上将整个系统区分为计算阵列、加速阵列和服务阵列等三个部分组成。由于这一切不过是众多计算机节点的串联，很快克里就完成了这个超级计算机系统模拟，但是杜克发现克里模拟出来的这台泰坦II好像性能严重偏低于真实的泰坦II。按照休伊特介绍的泰坦II性能，其稳定运算速度达到了15petaFlops（即每秒1.5亿亿次），现在克里按照单纯的多路服务器模拟出来的软件泰坦II，性能却只有其三十分之一左右。这是怎么回事呢？杜克回头仔细研究起泰坦II的组成，网络上这方面的材料不少，杜克看了看泰坦II使用的计算单元，才知道原来自己想得还是差了一些，因为在泰坦II的构成中其中计算阵列、服务阵列分别由采用通用处理器(CPU)的计算节点机、服务节点机构成，而加速阵列则由基于图形加速处理器(GPU)的大量加速节点机构成，是一种“CPU＋GPU”的异构协同计算。因为单纯从浮点运算能力来说，一颗GPU的浮点运算能力相当于CPU的几十倍甚至几百倍，而且GPU的显存带宽可达CPU的十倍以上，而且延迟更低，对外数据吞吐能力也比CPU要强。所以在设计的时候，对于单纯的浮点运算部分，如果用同等规模的GPU组成超级计算机的话，那么这个节点的浮点运算能力将提升百倍之多。而CPU的优势是在计算逻辑性较强、数据结构比较复杂的计算方面。考虑到无论是核反应模拟计算也好，还是气候推测模拟也好，都涉及到大量的浮点运算，所以在泰坦II系统中也采用了这种“CPU＋GPU”异构协同架构，大量使用了NVIDIA公司生产的TeslaK20GPU作为主要浮点运算部件。好在采用这种异构的不仅仅只有超级计算机，还有诸多的企业级服务器可以选择，杜克吩咐库赛当天就在波士顿买了一台。为了确保模拟出来的泰坦II和实验室中真实泰坦II保持一致，这次杜克去实验室拿到了泰坦II详细的CPU和GPU组成结构资料，这个参数又不是什么秘密，所以当克里完成了TeslaK20GPU的软件模拟工作后，重新按照泰坦II架构实现了软件模拟。16.5petaFlops！当软件模拟的泰坦II测试出来这个结果，杜克激动了，克里终于实现了对于泰坦II的再现，根据泰坦II系统源代码版本重新编译出来的系统，也成功地运行在克里模拟的泰坦II系统之上，可以说，现在克里已经完全实现了核反应模拟程序的运行环境。万事俱备只欠东风，只剩下如何将这个应用程序下载到克里空间中了。“杜克，你来了。”突然看见了几天不见的杜克，休伊特也不吃惊，正常地打着招呼，他知道自己这个师弟是一个名符其实的天才，现在同时在研究材料、计算机和核物理三个相差较远的学科，也不知道那颗脑袋究竟是怎么长出来的。“师兄好，今天我过来看看权限申请是不是批准了。”杜克有礼貌地回到。“哦，应该没有问题，这段时间安德鲁教授一直都在呢。”休伊特说道。“怎么样，想着要开始研究工作了？你现在将这套系统使用指南看过了吗？”“我已经粗略看了一下，现在有一个小小的实验设计，如果权限没有问题的话，我到想看看上机效果怎么样。”杜克说道。“是吗？杜克，你真的已经设计出来了一个实验？”休伊特有些吃惊了，杜克的学习速度真是太恐怖了，因为当初自己做出第一个可以上机的试验设计，可是足足花了一个学期。那个大部头的指南实在太厚了，要看完一遍都要花费不少时间。“也不知道对不对，我就是按照指南，想研究一下天然核反应堆的运行机理，因此就设计了这么一个实验。”杜克说道。“天然核反应堆研究？”休伊特一愣，若有所思地望着杜克。他当然知道地球上有一个地方曾经自然形成了天然的核反应堆，大概是在非洲加逢的某个铀矿中发现了这种天然核反应堆曾经发生过的迹象，但是究竟是如何形成的，这些年有极少部分科学家一直在研究，只是由于条件有限，成果不多。想不到杜克一来就选择了这个比较冷门的课题。这个课题研究当然是非常有意义的，但是其中的难题实在太多了，现在研究的成果中只是推断出来大致的发生机理。由于这些天然核反应堆都已经完成了历史使命，地球上再也找不到一个真正运行的天然核反应堆，所以科学家只能够通过极少量的核反应堆衍生物进行研究。这样能够找到的线索就太少了。要想在这个课题上取得成就，那是真的不容易。“杜克，你选择的这个课题方向可真够有挑战性的。”休伊特回过神来继续说道。说完，他摇了摇头，这个小师弟，还真是与众不同。休伊特心中暗道，对于杜克在核物理方面的学术前景，首次给出了一个负面的评价。从人类30多年前发现天然核反应堆的存在开始，这么多年下来，能够发布出来的成果寥寥可数，休伊特不相信杜克就能够是一个特别的例外。杜克倒是没有体会到休伊特这个心理，在他从比莱姆接收到的少数核裂变知识中，如何在天然情况发生核裂变是少数留下来的科普知识，这个发生环境的各种参数都有，因此对于杜克来说，这真的不过是一件再普通不过的事情了。只是如何将这个发现过程尽量展现得自然一些倒是一个真正的挑战。有些东西，杜克还必须在理论上研究透彻后，再拿出实验来验证才算正常。如果贸贸然就将整个自然核反应堆的形成过程完整无缺地展示出来，这得吓死多少研究核物理的专家和学者。以现在杜克的情商来说，是绝对不再干这样的傻事了。告别休伊特进入自己的办公室，杜克怀着欢快的心情打开机器，果然发现申请流程已经走完，现在他可以进入到核子实验室核心应用，拥有了使用实验室核反应模拟程序的权限。