Program modernizacji komputerów o wysokiej wydajności
 | |
| Skrót | HPCMP |
|---|---|
| Tworzenie | 1992 |
| Siedziba | Vicksburg, MS |
Dyrektor |
Jerry'ego Ballarda |
Organizacja macierzysta |
ERDC |
| Strona internetowa | |
Program modernizacji obliczeń o wysokiej wydajności (HPCMP) Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych został zainicjowany w 1992 r. W odpowiedzi na polecenie Kongresu dotyczące modernizacji możliwości laboratoriów Departamentu Obrony (DoD) w zakresie obliczeń o wysokiej wydajności. HPCMP zapewnia superkomputery, krajową sieć badawczą, wysokiej klasy narzędzia programowe, bezpieczne środowisko i ekspertów w dziedzinie informatyki, które razem umożliwiają laboratoriom obronnym i centrom testowym prowadzenie badań, rozwoju, testów i oceny technologii.
Program był zarządzany przez Biuro Dyrektora ds. Badań i Inżynierii Obronnej (obecnie Asystent Sekretarza Obrony ds. Badań i Inżynierii ) do roku budżetowego 2011, kiedy to został przeniesiony do biura Zastępcy Sekretarza Armii Stanów Zjednoczonych ds. Acquisition, Logistics and Technology , gdzie jest zarządzany przez zastępcę asystenta sekretarza ds. Badań i technologii.
Program składa się z trzech głównych elementów: DoD Supercomputing Resource Centers (DSRC), które zapewniają superkomputery na dużą skalę i personel operacyjny; Defence Research and Engineering Network (DREN), ogólnokrajowa sieć badawczo-rozwojowa o dużej szybkości i małych opóźnieniach, łącząca centra i główne społeczności użytkowników; oraz zbiór wysiłków w aplikacjach oprogramowania, aby rozwijać, modernizować i utrzymywać oprogramowanie, aby sprostać wyzwaniom naukowym i inżynieryjnym DoD. Obecnym dyrektorem programu jest dr Jerry Ballard, który został powołany na to stanowisko w styczniu 2022 roku.
Centra zasobów superkomputerowych DoD
HPCMP finansuje i nadzoruje działanie pięciu centrów superkomputerowych, zwanych DoD Supercomputing Resource Centers lub DSRC. Centra są obsługiwane przez Centrum Badań i Rozwoju Inżynierów w Vicksburg, MS, Army Research Laboratory w Aberdeen, MD, Naval Meteorology and Oceanography Command w Stennis Space Center, MS, Air Force Research Laboratory w Dayton, OH i Maui Centrum obliczeniowe wysokiej wydajności w Maui, Hawaje. Centrum Superkomputerowe Regionu Arktycznego (ARSC) w Fairbanks AK była szóstym DSRC do czasu zaprzestania finansowania go w 2011 roku.
W każdym centrum znajdują się superkomputery na dużą skalę, szybkie sieci, archiwalne systemy pamięci masowej o pojemności wielu petabajtów i eksperci obliczeniowi. Centrami zarządza Zastępca Dyrektora ds. Centrów HPCMP, który finansuje również ogólnoprogramowe działania w zakresie wsparcia użytkowników (HPC Help Desk) i wizualizacji naukowej (Centrum Analizy i Oceny Danych lub DAAC).
Sieć badań i inżynierii obronnej
Defence Research and Engineering Network (DREN) — szybka krajowa sieć komputerowa służąca do badań obliczeniowych, inżynierii i testowania Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych (DoD) — jest istotnym elementem programu modernizacji obliczeń o wysokiej wydajności DoD (HPCMP).
DREN to czołowa sieć rozległa (WAN) Departamentu Obrony dla misji badawczych, testowych i inżynieryjnych. DREN to ogólnokrajowa sieć komputerowa o dużej szybkości, dużej pojemności, małych opóźnieniach i niskim jitterze, wspierająca społeczności DoD zajmujące się komputerami o wysokiej wydajności, nauką i technologią, testami i oceną oraz inżynierią pozyskiwania. DREN łączy naukowców i inżynierów z geograficznie rozproszonymi ośrodkami obliczeniowymi HPCMP (HPC), w tym z pięcioma Centrami Zasobów Superkomputerowych DoD (DSRC). DREN jest zainstalowany w ponad 210 lokalizacjach DoD, w tym w laboratoriach badawczych, ośrodkach testowych, uniwersytetach i lokalizacjach przemysłowych w całych Stanach Zjednoczonych (w tym na Hawajach i Alasce).
Sieć DREN czwartej generacji (DREN 4) jest świadczona w ramach umowy na usługi komercyjne zawartej z Verizon w 2021 roku. W przeszłości sieć DREN została przyznana firmom Lumen (DREN 3), Verizon (DREN 2) i AT&T (DREN 1). Dostawcy usług DREN zwykle budują DREN jako wirtualną sieć prywatną nakładek na ich komercyjną infrastrukturę sieciową. Możliwości zapewniane przez DREN 4 obejmują prędkości przesyłu danych cyfrowych w zakresie od 1 Gbit/s do 100 Gbit/s. DREN 4 to sieć IPv6 z obsługą starszego protokołu IPv4. HPCMP jest obecnie w trakcie budowy DREN 4, który ostatecznie zastąpi DREN 3, gdy zostaną w pełni przetestowane w 2022 r. Obie sieci będą działać równolegle przez około rok, podczas gdy 210 lokalizacji zostanie przeniesionych z DREN 3 do DREN 4.
zastępcę sekretarza obrony ds. sieci i integracji informacji jako pierwsza sieć IPv6 Departamentu Obrony . Od tego czasu DREN jest pionierem w DoD i rządzie federalnym USA we wdrażaniu protokołu IPv6, obsługując zarówno sieci z podwójnym stosem IPv4/IPv6, jak i sieci obsługujące wyłącznie protokół IPv6. DREN zapewnia obszerną bazę wiedzy IPv6, zawierającą najlepsze praktyki i wyciągnięte wnioski, dostępną bezpłatnie na stronie internetowej HPCMP.
Inne interesujące sieci badawcze:
- KANARYJSKIE
- DANTE
- Sieć nauk o energii
- Bezprzewodowa sieć badawcza i edukacyjna o wysokiej wydajności
- Internet2 Sieć
- Sieć badawczo-inżynieryjna NASA
Aplikacje
Oprócz superkomputerów i ogólnokrajowej sieci badawczej, HPCMP finansuje aplikacje, które pomagają Departamentowi Obrony w osiąganiu celów badawczych poprzez zapewnienie skutecznego działania ważnych aplikacji DoD na superkomputerach na dużą skalę, które wdraża.
Instytuty Aplikacji Oprogramowania HPC
HPC Software Applications Institutes lub HSAI to interdyscyplinarne projekty finansowane przez HPCMP, ale realizowane w laboratoriach Departamentu Obrony. Program HSAI zarówno opracowuje narzędzia do rozwiązywania ważnych problemów obliczeniowych, przed którymi stoi DoD, jak i buduje specjalistyczną wiedzę na temat organicznego HPC w departamencie.
Zwiększanie produktywności użytkowników i szkolenia (PET)
Program zwiększania i szkolenia użytkowników (PET) programu High Performance Computing Modernization Program (HPCMP) zapewnia użytkownikom dostęp do ekspertów obliczeniowych z doświadczeniem obejmującym wiele różnych obszarów technicznych HPC. Zespół PET jest dostępny, aby pomóc użytkownikom HPC zwiększyć produktywność przy użyciu zasobów HPCMP w celu przyspieszenia kamieni milowych i zmniejszenia ogólnych kosztów związanych z rozwojem technologicznym dla użytkowników DoD.
Oprócz wiedzy wewnętrznej, zespół PET zapewnia również wirtualne szkolenia z efektywnego wykorzystania oprogramowania, sprzętu, sieci, transferu danych, przechowywania danych i wizualizacji danych. PET ułatwia i promuje transfer wiedzy naukowej i technicznej między użytkownikami HPCMP a szerszymi społecznościami obliczeniowymi, w tym DoD i innymi agencjami federalnymi. Pomoc w określonych technicznych obszarach nacisku (TTA) obejmuje szeroki zakres wiedzy, w tym między innymi nowe metody dostarczania, nowe eksploracje sprzętu, wysokowydajną analizę danych (HPDA), oprogramowanie do debugowania, poprawę wydajności za pomocą kodów użytkownika, problemy ze skalowalnością, i przenoszenie oprogramowania na nowy sprzęt.
PET oferuje trzy tryby wsparcia w zależności od rodzaju, czasu trwania i poziomu wymaganego wsparcia użytkownika:
- Projekty misji (MP): Projekty misji mają na celu pomóc użytkownikom w rozwiązywaniu złożonych problemów w obszarach o znaczeniu krytycznym. Posłowie będą trwać od 1 do 12 miesięcy. Naukowcy z zespołu PET będą doradzać i pomagać w opracowywaniu, stosowaniu i/lub używaniu algorytmów oraz maksymalizacji wykorzystania istniejącego oprogramowania.
- Projekty specjalne (SP): Skoncentrowane wysiłki obejmujące oddzielnie finansowane projekty, które mogą obejmować personel pomocniczy zespołu PET lub innych podwykonawców w przypadku wyzwań związanych z projektem/użytkownikiem.
- Szkolenia: szkoli społeczność HPC w zakresie odpowiednich narzędzi i technologii przy użyciu najnowszych technologii współpracy, nauki na odległość i szkoleń.
środowiska akwizycji badań obliczeniowych i inżynierii
CREATE to program federacyjny zatwierdzony w procesie DoD 2006 Program Objective Memorandum (POM), z finansowaniem rozpoczynającym się w 2008 r. Program CREATE jest częścią programu modernizacji komputerów o wysokiej wydajności (HPCMP) Departamentu Obrony (DoD) Tri-Service Department of Defense (DoD). HPCMP jest realizowany przez Laboratorium Technologii Informatycznych (ITL) Korpusu Inżynierów Armii Stanów Zjednoczonych (USACE) w Vicksburg w stanie Mississippi.
Statut CREATE ma na celu zmniejszenie kosztów, czasu i ryzyka programów akwizycji DoD poprzez opracowywanie i wdrażanie multidyscyplinarnych, opartych na fizyce aplikacji oprogramowania do projektowania i analizy wojskowych samolotów, okrętów wojennych i systemów anten częstotliwości radiowych (rozszerzonych o pojazdów naziemnych w 2012 r.) przez organizacje inżynieryjne DoD.
Portfolio oprogramowania CREATE zostało stworzone, aby umożliwić oparte na fizyce wirtualne prototypowanie i analizę testów dla głównych programów akwizycji DoD i obejmuje następujące obszary programów:
- Projektowanie pojazdów powietrznych (AV)
- Technologie podstawowe (FT)
- Projekt pojazdu naziemnego (GV)
- Projekt anteny radiowej (RF)
- Projekt statku (SH)
- Oprogramowanie edukacyjne (Genesis)
CREATE-AV – Produkty do pojazdów powietrznych
Kestrel - projektowanie i analiza stałopłatów
Multidyscyplinarna platforma analityczna o wysokiej wierności obsługująca szeroki zakres fizyki sprzężonej, w tym: aerodynamikę, termochemię, dynamikę strukturalną, termodynamikę, napęd i sterowanie lotem.
Helios – projektowanie i analiza wiropłatów
Oprogramowanie lotniczo-strukturalne o wysokiej wierności do sprzężonej analizy CFD/CSD wiropłatów: aerodynamika, dynamika strukturalna i wyważenie, manewry, aerodynamika interakcji i efekty startu z powietrza.
ADAPT - projektowanie samolotów, analiza, wydajność i przestrzeń handlowa
Środowisko Multidyscyplinarnej Analizy i Optymalizacji (MDAO) umożliwiające projektantom wspieranie opracowywania wstępnych wymagań programowych stałopłatów DoD.
CREATE-FT — produkt oparty na podstawowych technologiach
Capstone – generowanie geometrii, siatki i atrybucji
Platforma oprogramowania do tworzenia, modyfikowania i wyszukiwania siatek geometrii oraz informacji o atrybucji w celu zdefiniowania reprezentacji numerycznej (modelu cyfrowego) na potrzeby opartej na fizyce symulacji złożonych systemów inżynierskich.
CREATE-GV – Produkt pojazdu naziemnego
Mercury — projektowanie i analiza pojazdów naziemnych
Integruje dziedziny fizyki dynamiki pojazdu, układu napędowego, interakcji opona-gleba i gąsienica-gleba oraz modele kierowcy i sterowania, umożliwiając wiele testów wydajności, takich jak jakość jazdy, wstrząs z dyskretnymi przeszkodami, mobilność w miękkiej glebie, pokonywanie piaszczystych zboczy, maksymalna prędkość , stabilność zmiany pasa ruchu i stabilność skrętu kołowego.
CREATE-RF – Produkty do anten radiowych
SENTRi — modelowanie, projektowanie i analiza anten
Modelowanie złożonych struktur, w tym wysoce niejednorodnych struktur materiałowych o wieloskalowych cechach, w tym: dielektrycznych, magnetycznych, impedancyjnych warunkach brzegowych i złożonych arkuszach rezystancyjnych.
FLO-K – narzędzie do szybkiego projektowania anten
Szybkie narzędzie do projektowania struktur okresowych, takich jak powierzchnie selektywne częstotliwościowo, anteny fazowane i struktury pasm wzbronionych, w tym w pełni trójwymiarowe struktury z arkuszami dielektrycznymi, magnetycznymi i impedancyjnymi.
Aurora — narzędzie do przewidywania charakterystyki anteny
Dokładne przewidywanie wzorców anten na potrzeby złożonej analizy integracji platformy.
CREATE-SH – Wysyła produkty
RSDE – projekt koncepcyjny
Narzędzie do projektowania koncepcyjnego, które pozwala na ocenę spektrum konkurencyjnych parametrów osiągów w projektach statków, w tym: zasięg, prędkość, uzbrojenie, wsparcie lotnicze, różne rozmiary i kształty kadłuba, systemy, konstrukcje, zasilanie i ładowność.
IHDE – Integracja, projektowanie i analiza
Umożliwia integrację zestawu narzędzi do projektowania i analizy kształtu kadłuba dla użytkowników w celu oceny wydajności hydrodynamicznej (w tym wizualizacji) w obszarach oporu, dzielności morskiej, obciążeń hydrodynamicznych i operatywności w postaci procentowego czasu pracy (PTO).
NavyFOAM – modelowanie i analiza statków
Umożliwia wysokiej jakości analizę hydrodynamiczną i przewidywanie osiągów statku, w tym oporu, napędu, manewrowania, dzielności morskiej i obciążeń na morzu.
NESM – zestaw narzędzi dla wielu fizyki
Rozszerza wielofizyczny zestaw narzędzi Sierra Mechanics Departamentu Energii Sandia National Laboratory, aby zapewnić środki do oceny reakcji statku i komponentów na zewnętrzne wstrząsy i wybuchy.
ISDE – analiza strukturalna
Środowisko analizy strukturalnej o wielu wiernościach, które eliminuje niedoskonałości obecnych narzędzi do projektowania konstrukcji, zapewniając obliczeniowy pomost między projektem konstrukcyjnym, ocenami pierwszego rzędu i szczegółowymi MESami, jednocześnie wprowadzając możliwości projektowe potrzebne do przyszłych wymagań Marynarki Wojennej.
CREATE-Genesis – pakiet narzędzi dla edukacji lotniczej
Genesis CFD – analiza dynamiki płynów
Zapewnia podstawowe możliwości obliczeniowej analizy dynamiki płynów, w tym: nieustrukturyzowany solwer Naviera-Stokesa z pojedynczą siatką (ograniczona liczba rdzeni), ruch (przepisany i 6-DOF), struktury aeroelastyczne oparte na modelu modalnym oraz liniowy model silnika 0-D dla warunków brzegowych napędu.
Capstone – generowanie geometrii, siatki i atrybucji
Platforma oprogramowania do tworzenia, modyfikowania i wyszukiwania siatek geometrii oraz informacji o atrybucji w celu zdefiniowania reprezentacji numerycznej (modelu cyfrowego) do opartej na fizyce symulacji złożonych systemów inżynierskich.
ADAPT - projektowanie samolotów, analiza, wydajność i przestrzeń handlowa
Środowisko Multidyscyplinarnej Analizy i Optymalizacji (MDAO) umożliwiające projektantom wspieranie opracowywania wstępnych wymagań programowych stałopłatów DoD.
Obecni i byli dyrektorzy programowi
Poniższa tabela podsumowuje chronologię dyrektorów programowych. [ potrzebne źródło ]
| Nazwa | Z | Do | |
|---|---|---|---|
| 1 | Antoniego Pressleya | 1992 | 1995 |
| 2 | Kay Howell | 1995 | 1997 |
| 3 | Toma Dunna | 1997 | 1998 |
| 4 | Karol Holland | 1998 | 1999 |
| 5 | Cry Henry | 2000 | wrzesień 2011 r |
| 6 | Johna Westa | październik 2011 | grudzień 2014 r |
| 7 | Dawid Horner | styczeń 2015 r | styczeń 2019 r |
| 8 | Willa McMahona | styczeń 2019 r | styczeń 2022 r |
| 9 | Jerry'ego Ballarda | styczeń 2022 r | Obecny |
HPCMP w budżecie DoD
Od roku budżetowego 2012 podstawowe finansowanie HPCMP jest zapewniane w dwóch pozycjach w budżecie armii, który sam w sobie stanowi część budżetu Departamentu Obrony przedkładanego co roku przez Prezydenta i zatwierdzanego przez Kongres. PE 0603461A zapewnia fundusze RDT&E, które obsługują centra i DREN, oraz finansuje prace badawczo-rozwojowe wspierające cele programu. Pozycja numer B66501 (linia 103, BA 02, BSA 92) zapewnia środki na zakupy na coroczny zakup nowego sprzętu superkomputerowego (zarówno superkomputerów, jak i powiązanych systemów).
Przed rokiem budżetowym 2012 finansowanie RDT&E HPCMP było zapewniane na PE 0603755D8Z, podczas gdy zamówienia były finansowane na PE 0902198D8Z (P011).
Poniższa tabela podsumowuje wnioskowane i zatwierdzone przez komisję kwoty finansowania dla części programu RDT&E w ostatnich federalnych latach budżetowych (finansowanie zamówień, które jest dostarczane z innej pozycji w budżecie federalnym, nie jest uwzględnione w tej tabeli).
| Rok podatkowy | Element programu | Linia | Prośba Prezydenta | Kongres zatwierdzony | Różnica |
|---|---|---|---|---|---|
| 2022 | 0603461A | 42 | 189,12 USD | 229,12 USD | 40,00 $ |
| 2021 | 0603461A | 64 | 188,02 $ | 228,02 $ | 40,00 $ |
| 2020 | 0603461A | 60 | 184,76 $ | 224,76 $ | 40,00 $ |
| 2019 | 0603461A | 46 | 183,32 $ | 218,32 $ | 35,00 $ |
| 2018 | 0603461A | 45 | 182,33 $ | 221,33 USD | 39,00 $ |
| 2017 | 0603461A | 46 | 177,190 $ | 222,19 USD | + 45,0 USD |
| 2016 | 0603461A | 46 | 177,159 $ | 222,16 $ | + 45,0 USD |
| 2015 | 0603461A | 47 | 181,609 $ | 221,61 $ | +40,0 USD |
| 2014 | 0603461A | 47 | 180,66 $ | 220,66 $ | +40,0 USD |
| 2013 | 0603461A | 47 | 180,582 $ | 228,18 $ | + 47,6 USD |
| 2012 | 0603461A | 47 | 183,150 $ | 228,15 USD | + 45,0 USD |
| 2011 | 0603755D8Z | 52 | 200,986 $ | 255,49 $ | +54,5 USD |
| 2010 | 0603755D8Z | 49 | 221,286 $ | 245,19 USD | +23,9 USD |
| 2009 | 0603755D8Z | 49 | 208,079 $ | 220,345 $ | +12.266 $ |
| 2008 | 0603755D8Z | 50 | 187,587 $ | 208,487 $ | +20,9 USD |
| 2007 | 0603755D8Z | 43 | 175,313 $ | 207,213 $ | +31,9 USD |
| 2006 | 0603755D8Z | 45 | 189,747 $ | 213,247 $ | +23,5 USD |
| 2005 | 0603755D8Z | 42 | 186,666 $ | 236,766 $ | +50,1 USD |
| 2004 | 0603755F | Projekt 5093 | 185,282 $ | 202,492 $ | +17,21 USD |
| 2003 | 0603755D8Z | 188,642 $ | 217,142 $ | +28,5 USD | |
| 2002 | 0603755D8Z | 188,376 $ | 187,200 $ | -1,2 USD | |
| 2001 | 0603755D8Z | 164,027 $ | 177,527 $ | +13,5 USD | |
| 2000 | 0603755D8Z | 159,099 $ | 168,099 $ | +9,0 USD | |
| 1999 | 0603755D8Z | 140,927 $ | 153,927 $ | +13,0 USD | |
| 1998 | 0603755D8Z | 126,211 $ | 149,880 $ | +23,67 USD |
Tymczasowa zmiana numeru elementu programu na rok budżetowy 2004 odzwierciedla planowane przejście programu z zarządzania przez Biuro Sekretarza Obrony do Sił Powietrznych; to przejście ostatecznie nie nastąpiło.
Linki zewnętrzne
Ten artykuł zawiera materiały należące do domeny publicznej z programu modernizacji komputerów o wysokiej wydajności . Departament Obrony Stanów Zjednoczonych .