Такое быстродействие носит специальное название — терафлоп, где «флоп» означает арифметическую операцию с плавающей запятой, а приставка «тера» соответствует миллиону миллионов. Создатели рекордсмена планируют через пять лет увеличить быстродействие еще в тысячу раз и достичь производительности в «петафлоп», что соответствует квадрильону (миллиону миллиардов — это 10>15) арифметических операций в секунду.
В прошлом году несколько крупнейших организаций США — американское космическое агентство НАСА, Департамент энергии, Национальный научный фонд, Агентство перспективных военных исследований — решили, что им просто необходим суперкомпьютер с производительностью в петафлоп или даже быстрее. Он позволит отказаться от проведения ядерных испытаний и просто моделировать их, создавать новые цифровые коды для финансовых компьютерных операций, разрабатывать новые виды оружия. В результате была запушена программа разработки таких суперкомпьютеров. И создатели GRAPE оказались на гребне волны: у них уже есть работающий суперкомпьютер и четкие планы, как довести его до требуемого быстродействия. Скорее всего, он будет входить в парк суперкомпьютеров будущего.
Изучение звездных кластеров не стоит в ряду суперпроблем современной науки, за него не дадут Нобелевской премии, ученые занимаются этим вопросом из чистого научного любопытства. Эти скопления с возрастом от десяти до двенадцати миллиардов лет очень динамичны: в них звезды сталкиваются, отскакивают одна от другой, а иногда объединяются, образуя двойные звезды, некоторые вылетают на периферию, как искры от горящего факела. В таком кластере обычно нет черных дыр и вообще существует какое-то устойчивое состояние: он не схлопывается под воздействием сил гравитационного притяжения и не расширяется, а слегка пульсирует, сохраняя определенный размер.
Основная сложность в изучении звездных кластеров — неразрешимость задачи притяжения нескольких тел. Оказывается, только для двух тел можно точно написать уравнения гравитационного взаимодействия и решить их. Для трех тел задача разрешима только в некоторых частных случаях: когда все три движутся в одной плоскости или когда масса одного из них гораздо больше масс двух других. Единственная возможность понять, что будет происходить с сотней или сотней тысяч притягивающихся тел, — это решать задачу численно.
Вот тут и необходим суперкомпьютер.
Он высчитывает воздействие всех тел друг на друга и определяет, куда они сдвинутся за небольшой временной интервал под этим суммарным воздействием. Для звезд это может быть год, а то и сотии или даже тысячи лет. Вычислив все перемещения, компьютер переходит к новому состоянию кластера, где опять вычисляет гравитационные силы. Понятно, что чем меньше временные «шажки», тем точнее можно описать поведение звезд. Единственная и основная сложность — это то, что каждый раз надо складывать сто тысяч сил и определять сто тысяч перемещений и так миллионы раз. Отсюда и получается цифра в десять миллиардов миллиардов необходимых арифметических операций.