Vuosikymmeniä NASAn Aeronautics Research Mission Directorate (ARMD) on vastannut sellaisten teknologioiden kehittämisestä, jotka saattavat satelliitteja kiertoradalle, astronautit Kuuhun ja lähettävät robottitehtäviä muille planeetoille. Valitettavasti monien vuosien NASAn tehtävien tukemisen jälkeen osa heidän koneistaan alkaa toimia vuosien kuluttua ja tarvitsee päivitystä.
Harkitse Pleiades-supertietokone , hajautetun muistin kone, joka vastaa mallinnuksen ja simulaatioiden suorittamisesta NASA-tehtävissä. Huolimatta siitä, että Pleiades on yksi maailman nopeimmista supertietokoneista, se on päivitettävä, jotta se pysyy ajan tasalla tulevina vuosina. Siksi NASA on tullut yhteen TopCoder (ja tuella HeroX ) käynnistääksesi High Performance Fast Computing Challenge (HPFCC).
NASA ja TopCoder etsivät 55 000 dollarin palkintorahaa ohjelmoijia ja tietokoneasiantuntijoita auttamaan heitä päivittämään Pleiadesia, jotta se voi suorittaa laskelmia nopeammin. Erityisesti he haluavat parantaa sitä FUN3D ohjelmisto, jotta aiemmin kuukausia kestänyt virtausanalyysi voidaan nyt tehdä päivissä tai tunneissa. Lyhyesti sanottuna he haluavat nopeuttaa supertietokoneitaan kertoimella 10-1000 luottaen sen olemassa olevaan laitteistoon ja ilman tarkkuuden heikkenemistä.
Haswell-prosessorien lisääminen vuonna 2015 nosti Pleiadesin teoreettisen huippuprosessointikapasiteetin 4,5 petaflopista 5,3 petaflopsiin. Kiitos: NASA
Osallistujien on tunnettava FUN3D-ohjelmisto, jota käytetään epälineaaristen osittaisdifferentiaaliyhtälöiden laskemiseen (alias. Navier-Stokes yhtälöt ), joita käytetään tasaisen ja epävakaan virtauksen laskemiseen. Näitä ovat suuret pyörresimulaatiot laskennallisessa fluididynamiikassa (CFD), jotka ovat erityisen tärkeitä yliäänilentokoneiden, avaruuslentojen sekä kehitettävien kantorakettien ja planeettojen paluujärjestelmien kannalta.
NASA on aloittanut tämän haasteen yhteistyössä TopCoderin kanssa, joka on maailman suurin suunnittelijoiden, kehittäjien ja datatieteilijöiden verkkoyhteisö. Perustamisestaan vuonna 2001 lähtien tämä yritys on isännöinyt lukemattomia online-kilpailuja (tunnetaan nimellä 'single round matches' tai SRM), jotka on suunniteltu edistämään parempaa ohjelmointia. He isännöivät myös viikoittain kilpailuja edistääkseen graafisen suunnittelun kehitystä.
Kaiken kaikkiaan HPFSCC koostuu kahdesta haasteesta - Ideointihaaste ja Arkkitehtuurihaaste . Ideation Challengea (jonka isännöi NASA) kilpailijoiden on ehdotettava ideoita, jotka voivat auttaa optimoimaan Pleiades-lähdekoodin. Kuten ne toteavat, se voi sisältää (mutta ei rajoittuen) 'algoritmisen kehityksen hyödyntämisen sellaisilla aloilla kuin verkkosovitus, korkeamman asteen menetelmät ja tehokkaat ratkaisutekniikat korkean suorituskyvyn laskentalaitteistoille'.
Nesteen dynamiikan laskeminen on erityisen tärkeää piirrettäessä avaruuteen laukaisuja ja paluuta. Kiitos: NASA/JPL-Caltech
Architecture Challenge (isännöi TopCoder) keskittyy vähemmän strategiaan ja enemmän mitattavissa oleviin parannuksiin. Sellaisenaan osallistujien tehtävänä on näyttää, kuinka prosessointia voidaan optimoida, jotta kokonaisaika lyhenee ja laskentamallien tehokkuus lisääntyy. Ihannetapauksessa tämä sisältää TopCoderin mukaan 'olemassa olevan koodikannan algoritmin optimoinnin, solmujen välisen lähetyksen optimoinnin tai näiden kahden yhdistelmän'.
NASA jakaa Ideation-haasteeseen 20 000 dollaria palkintoina, joista 10 000 dollaria myönnetään ensimmäiselle sijalle ja kaksi 5000 dollarin kakkospalkintoa. TopCoder puolestaan tarjoaa 35 000 dollaria arkkitehtuurihaasteeseen – pääpalkintona on 15 000 dollaria ensimmäisestä sijasta, 10 000 dollaria toisesta sijasta, ja 10 000 dollaria on varattu Qualified Improvement Candidate -palkintopottiin.
Kilpailu on avoinna 29.6.2017 asti, jolloin arvostaminen alkaa. Tämä päättyy 7. elokuuta ja molempien kilpailujen voittajat julkistetaan 9. elokuuta. Joten jos olet koodaaja, tietokoneinsinööri tai joku, joka tuntee FUN3D-ohjelmiston, muista siirtyä HeroX-palveluun ja ota haaste vastaan!
Ihmisten avaruustutkimus etenee edelleen ja suunnitteilla tehtäviä Kuuhun, Marsiin ja sen ulkopuolelle. Koska läsnäolo avaruudessa kasvaa jatkuvasti ja uudet haasteet odottavat meitä, on välttämätöntä, että meillä on oikeat työkalut tämän kaiken toteuttamiseen. Hyödyntämällä parannuksia tietokoneohjelmointiin, voimme varmistaa, että yksi tärkeimmistä tehtäväsuunnittelun näkökohdista pysyy tehtäviensä tasalla!
