LHC@home | это... Что такое LHC@home? (original) (raw)
LHC@home | |
---|---|
Платформа | BOINC |
Объём загружаемого ПО | 2 МБ (SixTrack) |
Объём загружаемых данных задания | 200—400 КБ (SixTrack) |
Объём отправляемых данных задания | 35 КБ (SixTrack) |
Объём места на диске | 14 МБ |
Используемый объём памяти | 70 МБ |
Графический интерфейс | нет (в разработке) |
Среднее время расчёта задания | 1—23 часа |
Deadline | 7 дней |
Возможность использования GPU | нет |
LHC@Home — проект добровольных вычислений на платформе BOINC, организованный сотрудниками CERN (фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) для проведения расчётов, необходимых при постройке и эксплуатации Большого адронного коллайдера. В ходе этих расчётов, проводимых добровольцами на своих домашних компьютерах, осуществляется моделирование поведения пучка заряженных частиц при различных параметрах воздействия на них управляющих магнитов ускорителя [1] с использованием программы SixTrack. По ходу расчетов рассматривалась возможность добавления в проект расчётных модулей Garfield и ATLAS для моделирования столкновений пучков протонов в детекторах, однако они так и не были реализованы (по крайней мере, на платформе BOINC) [2]. Также рассматривалась возможность использования проекта LHC@home для обработки полученных экспериментальных данных, однако основные сложности связаны с большим объемом информации, необходимым для передачи на удаленные компьютеры (сотни гигабайт) [3]. Для этой задачи более удобной является грид-система LCG.
Проект работает под управлением менеджера распределённых вычислений (англ. BOINC Manager), производя расчёты в фоновом режиме и периодически требуя подключения к Интернету для получения новых заданий и отправки результатов расчетов.
Вычисления в рамках проекта стартовали на платформе BOINC в сентябре 2004 г. [4]. Первоначально число участников проекта было ограничено и составляло 1 000 человек, затем это значение неоднократно увеличивалось и в результате было окончательно отменено. По состоянию на 5 июня 2010 г. в проекте приняли участие более 99 000 пользователей (254 000 компьютеров) из 182 стран. В период с февраля 2009 г. по сентябрь 2011 г. задания выдавались крайне редко, с 19 сентября 2011 г. выдача заданий возобновлена [4]. В марте 2011 г. был запущен проект LHC@Home 2.0 (Test4Theory), целью которого является моделирование столкновений пучков протонов.
Содержание
SixTrack
Внешние изображения | |
---|---|
Результаты моделирования | |
Окружность — траектория стабильного пучка, малый тор — стабильные периодические колебания пучка, большой тор — движение пучка в непосредственной близости от резонанса |
Внешние изображения | |
---|---|
Карты пространства параметров, в пределах которого пучок является стабильным | |
[1] | |
[2] |
Программа моделирует движение 60 частиц, движущихся по кольцу ускорителя в течение 1 000 000 циклов, что соответствует менее чем 10 с реального времени нахождения пучков в ускорителе [5]. Путем многократного повторения запуска программы можно подобрать конфигурацию параметров магнитов, при которой пучок остается стабильным в ходе движения по кольцу ускорителя (имеет стабильную периодическую, а не хаотическую орбиту). Полученные в ходе моделирования данные используются для исключения ситуаций, при которых пучок частиц может стать нестабильным в ходе проведения реальных экспериментов (что в лучшем случае может привести к быстрому локальному повышению температуры, в результате которого магниты могут перейти из сверхпроводящего состояния в обычное, последующему сбросу пучка и остановке ускорителя на несколько часов, а в худшем — к выходу из строя некоторых детекторов) [6]. Во время моделирования также можно учесть эффекты электромагнитного взаимодействия сгустков в составе пучков при их движении (англ. Collective instabilities) и столкновении в детекторах (англ. Beam-beam effect), без чего невозможно повышение числа сгустков в пучке, числа заряженных частиц в сгустке и, соответственно, светимости коллайдера в целом.
История разработки [7]
Программа SixTrack была разработана Франком Шмидтом[когда?] (англ. Frank Schmidt) на основе программы, ранее разработанной для моделирования пучков электрон-позитронного коллайдера DESY [8]. В 2003 году Эриком Макинтошем (англ. Eric McIntosh) и Андреасом Вагнером (англ. Andreas Wagner) из IT департамента CERN'а было начато тестирование скринсейвера Compact Physics Screen Saver (CPSS), который запускал программу SixTrack в фоновом режиме на компьютерах сотрудников CERN с целью отладки. В январе 2004 года Беном Сигалом (англ. Ben Segal) и Франсуа Грейем (англ. François Grey) была высказана идея о популяризации идеи распределенных вычислений с целью ознакомления широкой общественности с вычислительными задачами, стоящими перед CERN. Чуть позднее в сотрудничестве с Дэйвом Андерсеном (англ.) (англ. Dave Anderson), директором института SETI, силами студентов Кристиана Шеттрупа (англ. Christian Søttrup) и Якоба Педерсена (англ. Jakob Pedersen), работавшими в то время над написанием магистерских диссертаций, под руководством Бена Сигала была начата адаптация расчетного модуля для зарождающейся платформы BOINC [9] (чуть позже к команде разработчиков присоединился студент Карл Чен (англ. Karl Chen)). Студентом Ясенко Живановым (англ. Jasenko Zivanov) была разработана графическая часть. Финские студенты Калле Хаппонен (англ. Kalle Happonen) и Марку Дегерхолм (англ. Markku Degerholm) выполнили настройку серверной части проекта, что позволило к сентябрю 2004 года произвести альфа- и бета-тестирование на 25 машинах сперва в рамках CERN, а затем с привлечением опытных BOINC-пользователей, что в итоге позволило увеличить число активных участников проекта до 6000.
Внешние изображения | |
---|---|
Команда разработчиков SixTrack | |
Слева направо: Франк Шмидт, Юкка Клем (англ. Jukka Klem, Андреас Вагнер, Эрик Макинтош, Бэн Сигал |
В ноябре 2006 года управление проектом было передано за пределы CERN в Лондонский университет, а в августе 2011 года проект снова вернулся в CERN.
LHC@Home 2.0 (Test4Theory)
В настоящее время также существует проект LHC@home 2.0, который открыт для всех желающих[10]. Целью данного проекта является моделирование столкновений пучков протонов (англ.) с целью последующего сопоставления полученных экспериментальных и модельных данных и выявления отклонений. В рамках проекта в том числе проводятся симуляции потенциальных проявлений «Новой физики» за пределами Стандартной модели[11].
Для работы проекта в дополнение к программе BOINC Manager требуется наличие виртуальной машины VirtualBox, в которой производится запуск операционной системы Scientific Linux и выполнение соответствующих расчетов.
Интересные факты
- В ходе разработки вычислительного кода, запускаемого на различных аппаратных платформах, программисты столкнулись с ситуацией различной погрешности вычисления функций экспоненты и логарифма, и, как следствие, ошибках при валидации заданий. Таким образом, вычислительный код проекта может являться своеобразным тестом на соответствие стандарту IEEE 754 для различных аппаратных платформ и компиляторов [5].
См. также
Примечания
- ↑ Элементы: Магнитная система LHC
- ↑ LHC@home
- ↑ LHC@home
- ↑ 1 2 BOINCstats | LHC@Home — Credit overview
- ↑ 1 2 Numerical simulations
- ↑ Phys. Rev. ST Accel. Beams 13, 061002 (2010): Beam-related machine protection for the CERN Large Hadron Collider experiments
- ↑ SixTrack history in LHC@home
- ↑ LHC@home
- ↑ FatBat Homepage
- ↑ Элементы: Проект LHC@home 2.0 открывается для всех желающих
- ↑ High Energy Physics simulations | LHC@home 2.0
Ссылки
- Список проектов на платформе BOINC
- Все Российские команды
- Все Российские участники
- Основной сайт проекта
- Описание проекта на boinc.ru
- Перевод официальных страниц проекта
- Перевод часто задаваемых вопросов по проекту
- Информация о ходе строительства ускорителя LHC
Обсуждение проекта в форумах:
Проекты добровольных вычислений | |
---|---|
Астрономия | Albert@Home • Asteroids@home • Constellation • Cosmology@home • Einstein@Home • MilkyWay@home • Orbit@home • PlanetQuest • SETI@home • theSkyNet POGS |
Биология имедицина | Biochemical Library • Cels@Home • CommunityTSC • Correlizer • Docking@Home • DrugDiscovery@Home • DNA@Home • evo@home • evolution@home • FightAIDS@Home • FightMalaria@Home • Folding@home • GPUGrid • Lattice Project • Malariacontrol.net • Neurona@Home • NRG • Poem@Home • Predictor@home • Proteins@Home • QMC@Home • RALPH@Home • RNA World • Rosetta@home • SIMAP@home • SimOne@home • Superlink@Technion • United Devices Cancer Research Project • Volpex@UH • Wildlife@Home |
Когнитивные | Artificial Intelligence System • MindModeling@Home |
Климат | APS@Home • BBC Climate Change Experiment • ClimatePrediction.net • Seasonal Attribution Project • Quake Catcher Network - Seismic Monitoring • Virtual Prairie |
Математика | ABC@home • AQUA@home • Chess960@home • Collatz Conjecture • distributed.net • Enigma@Home • EulerNet • GIMPS • NFSNET • NQueens Project • NumberFields@Home • OProject@Home • PiHex • PrimeGrid • Ramsey@Home • Rectilinear Crossing Number • SAT@home • SHA-1 Collision Search Graz • SubsetSum@Home • RainbowCrack • Seventeen or Bust • SZTAKI Desktop Grid • WEP-M+2 Project • Wieferich@Home • VGTU@Home |
Физико-технические | BRaTS@Home • CuboidSimulation • eOn • Hydrogen@Home • Leiden Classical • LHC@home • Magnetism@home • µFluids@home • Muon1 DPAD • NanoHive@Home • SLinCA@Home • Solar@Home • Spinhenge@home • QuantumFIRE |
Многоцелевые | AlmereGrid • CAS@Home • EDGeS@Home • Ibercivis • Optima@home • World Community Grid • Yoyo@home |
Прочие | Africa@HOME • BURP • DepSpid • DIMES • Ideologias@Home • FreeHAL@home • Gerasim@Home • Pirates@Home • RenderFarm@Home • RND@home • Surveill@Home • YAFU |
Утилиты | BOINC (Account Manager • Manager • client-server technology • Credit System • Wrapper • WUProp) |
Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН) | |
---|---|
Большой адронный коллайдер | LHC Список экспериментов на LHC · ALICE · ATLAS · CASTOR · CMS · FP420 · HV-QF · LHCb · LHCf · MoEDAL · TOTEM |
Большой электрон-позитронный коллайдер | LEP Список экспериментов на LEP · Aleph · Delphi · L3 · Opal · LEP5 · LEP6 |
Протонный суперсинхротрон | SPS Список экспериментов на SPS · CNGS · NA48 · NA49 · NA58/COMPASS · NA60 · NA61/SHINE · NA62 · UA1 · UA2 |
Протонный синхротрон | PS AD · Бустер протонного синхротрона · AIDA · DIRAC · ELENA · ISOLDE · ISOLTRAP · MISTRAL · WITCH |
Линейные ускорители | CTF3 · LINAC · LINAC 2 · LINAC 3 · LINAC 4 |
Другие ускорители и эксперименты | BEBC · CAST · CLOUD · ISR · LEAR · LEIR · n-TOF · OSQAR · PS210 |
Related | LHC@home · Вопросы безопасности Большого адронного коллайдера |