Новый российский суперкомпьютер научит холодильники экономить энергию

Необычное изобретение представил профессор МИСИС

09.12.2014 в 13:30, просмотров: 3772

Теоретически через каких-нибудь 6 лет у нас могут появиться холодильники, работающие практически без электричества, с использованием эффекта охлаждения магнитом, а отечественные автомобили превзойдут по качеству металла «БМВ» и «Мерседес»! На днях специально для подобных прорывных разработок в Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» привезли суперкомпьютер. Цель ученых — с его «космической скоростью» отыскивать самые оптимальные варианты новых сплавов и прочих материалов для технологического рывка страны. На презентации чудо-машины, занявшей место целой лаборатории, побывала корреспондент «МК».

Новый российский суперкомпьютер научит холодильники экономить энергию

- Традиционно до сих пор средний срок от получения материала до его использования занимает 12-15 лет. С суперкомпьютером можно сократить его до 6 лет», - говорит руководитель новой лаборатории-кластера профессор шведского Университета Линчёпинга Игорь АБРИКОСОВ. Именно он и выиграл для своей альма-матер - МИСиС конкурс на получение мегагранта Правительства РФ в размере 90 миллионов рублей. Значительная часть денег ушла на закупку самой супермашины. Теперь шведский профессор Абрикосов будет работать в родном российском институте на новеньком суперкомпьютере.

Справка «МК»

Игорь Абрикосов начал заниматься моделированием материалов в 1984-м году, будучи студентом второго курса МИСиС. В 1991 году после защиты кандидатской диссертации переехал в датский технический университет на стажировку. Через полтора года переехал в Швецию, в город Упсала. Здесь за 10 лет ученый прошел все ступени вплоть до профессора, и в 2003 году выиграл по конкурсу позицию заведующего кафедрой в университете города Линчёпинг.

Принцип его работы, в общем-то прост: он перетянет в свое виртуальное пространство большинство экспериментов, которые раньше с новыми материалами проводили в лаборатории и цеху. В итоге сотни, а может тысячи слепых попыток «нащупать» нужные сочетания сократятся в разы и до цеховых испытаний дойдут только самые оптимальные и научно обоснованные.

Неспроста выбор Минобрнауки РФ пал на Игоря Абрикосова. Он — признанный в мире разработчик новых материалов с большим опытом, который тянется еще с далекого 1984-го года, когда Игорь Анатольевич был еще студентом второго курса.

Вот пример: в Швеции его фундаментальное исследование привело к разраборке нового типа сверхтвердого покрытия режущего инструмента. «Мы нашли нужную комбинацию материалов для сверх короткоживущего инструмента, - поясняет профессор. - Вы знали, например, что резак, который режет металл, работает всего минут 15, и потом его выбрасывают. Так было последние 100 лет. Так осталось и после нашей модификации... Вот только производительность из-за увеличения скорости обработки материалов резаком после нанесения покрытия возросла в тысячи (!) раз».

В новую лабораторию — суперкомпьютер, перекочует еще одна работа ученого, начатая еще в Швеции. Это исследование стали для автопрома. Сверхпрочный материал на основе сплава железа и марганца появился несколько лет назад чисто экспериментальным путем, без использования «мозга» суперкомпьютера. Он объединил в себе две в принципе необъединяемые характеристики - прочность и пластичность. И, как это принято на западе, сразу же был пущен в дело. Машины из такого сплава уже изготавливают ведущие немецкие автопроизводители. И зачем, казалось бы, его надо изучать дальше? «А для того, чтобы возникло понимание того, за счет чего удалось получить такой материал, - говорит Абрикосов, - ведь теоретической базы данная разработка не имела. А мы, узнав закономерность, можем в итоге заменить в данном сплаве дорогой марганец на более дешевый, а может быть еще более эффективный компонент. Тогда и в нашем автопроме начнут выпускать легкие, экономичные, но при этом супер прочные автомобили.

Новый суперкомпьютер может найти материал, эффективно расщепляющий воду для получения водорода и кислорода. Тогда прощайте, высокие счета за коммуналку — вместо горючего наши дома станет отапливать простая вода, точнее, извлеченный из нее водород. По словам профессора, топливные ячейки, в которых будет работать водород, можно устанавливать, как на станциях, так и в подвале отдельно взятого дома. Тот же водород можно закачать и в автомобиль вместо бензина...

Покупая холодильник, каждый из нас внимательно выбирает тот, у которого наиболее низкий уровень энергопотребления, то есть, обозначенный буквой «А». Но это, как выяснилось — не предел. У ученых есть идея уменьшить потребление энергии холодильником за счет создания материала, который будет охлаждать с использованием магнитного поля, а не электрического, как происходит сейчас. В итоге, по сравнению с нынешней шкалой энергопотребления, самый экономичный вариант будет отличаться от сегодняшнего еще на целую шкалу.

Но не только наши бытовые нужды смогут удовлетворить ученые с помощью десятков терафлопсов (TFLOPS — величина, используемая для измерения производительности компьютеров) в одном компьютере. К примеру, они уже поставили себе задачу — понять структуру земного ядра. «К сожалению, о том, что находится в центре нашей планеты, мы знаем меньше, чем о звездах и дальних планетах, - комментирует Абрикосов. - Условия в земном ядре экстремальные, температура 5-7 тысяч градусов, давление — 3,5 миллиона атмосфер. Экспериментаторы только подходят к созданию установок, моделирующих эти условия. Мы же сможем смоделировать любые условия виртуально и помочь понять что же на самом деле находится в центре нашей планеты».

Справка «МК». От чего зависит мощность суперкомпьютера?

Мощность любого компьютера, включая суперкомпьютеры, зависит от производительности на узел. Узел — это один процессор. В результате чтобы увеличить мощность, надо либо увеличивать количество самих процессоров (узлов), либо их производительность. К примеру, по сравнению с большинством суперкомпьютеров в России новый кластер МИСиСа оказался эффективней именно по степени производительности процессоров, а не их количества.



Партнеры