Игровые приставки помогают учёному изучать чёрные дыры

Кто сказал, что игровые консоли не могут приносить пользу науке? Например, физик Гурав Кханна собрал из приставок PlayStaion 3 огромный суперкомпьютер и теперь с его помощью исследует гравитационные волны и чёрные дыры.

Американский физик индийского происхождения Гурав Кханна из Массачусетского университета в Дартмуте потратил семь лет своей жизни, чтобы собрать суперкомпьютер, который был бы способен осуществлять сложнейшие расчёты, необходимые в его исследованиях. А началось всё в далёком 2007 году.

Именно тогда Гурав обратил внимание на программу [email protected], которую запустила корпорация Sony. Эта программа предполагала, что владельцы приставок Sony PlayStation 3 позволят своим консолям приносить пользу научному сообществу. Во время простоя приставка, с одобрения своего владельца, подключалась к гигантскому вычислительному массиву и помогала искать ответы на важнейшие научные вопросы. С тех пор программу эту в рамках PS3 свернули, но консоли продолжают выпускать по сей день.

Всё дело в том, что в сердце PS3 стоит невероятно мощный процессор Cell, разработанный компанией IBM совместно с Sony и Toshiba. Процессор совмещает ядро общего назначения с несколькими сопроцессорами, которые позволяют значительно ускорить обработку мультимедиа и векторных вычислений. Теоретическая производительность одного процессора равна 218 GFlops, а тактовая частота разных его моделей варьируется от 3,2 до 5,6 ГГц.

Изначально компьютер Гурава состоял всего из 16 приставок PS3, объединённых в одну сеть. Но за семь лет их количество возросло до 200. Учитывая постоянно уменьшающуюся стоимость игровой консоли из-за оптимизации производства, учёный постоянно наращивает мощность своего суперкомпьютера. Итоговая стоимость суперкомпьютера из приставок составляет около 75 000 долларов, что примерно в 10 раз дешевле аналогичного по мощности суперкомпьютера, собранного традиционными методами.

Исследования Гурава Кханны сосредоточены на поиске и изучении гравитационных волн, впервые упомянутых в своих работах ещё Альбертом Эйнштейном. Такие волны могут возникать после значимых астрофизических событий, таких, например, как столкновение двух чёрных дыр. Так как чёрные дыры невозможно увидеть в обычные телескопы, Гурав моделирует их столкновения при помощи своего суперкомпьютера.

«Наука – это очень дорогое удовольствие, — отмечает исследователь. — В научном мире и так не очень много денег, а уж тем более в небольших университетах, как наш. Суперкомпьютеры позволяют учёным получить доступ к тем возможностям, которые им так необходимы».

В 2009 году доктор Кханна опубликовал научную работу «Параллельные и распределённые вычисления при помощи игровых систем PlayStation 3», в которой подробно рассказал о своём опыте работы с этими системами. В этом же году он опубликовал и свой научный труд о гравитационных волнах, который было бы невозможно написать, не будь у него под рукой мощного суперкомпьютера из игровых приставок.

К слову, в 2010 году работа Гурава Кханна настолько вдохновила лабораторию Военно-воздушных сил США, что те тоже решили собрать себе недорогой суперкомпьютер, вместо того чтобы тратить миллиарды бюджетных денег на разработку нового с нуля. Их компьютер состоял из 1700 приставок PlayStation 3 и обошёлся в весьма скромную по военным меркам сумму, при этом позволяя производить очень сложные расчёты. Военные в качестве признательности подарили изобретательному учёному дополнительные 176 игровых консолей PS3 для его исследований.

Теперь учёный планирует собрать новый суперкомпьютер, использующий в качестве вычислительных узлов мощные игровые видеокарты. Посмотрим, что у него получится на этот раз.