hpc en la industria alemana...simulación de procesos reales en la realidad virtual 13 modelo 3d de...
TRANSCRIPT
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
HPC en la industria alemana
Dr José Gracia, HLRS, Stuttgart, Alemania
Seminario Industrial @ BSC
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
Indice
• El centro HLRS y sus usuarios industriales
• Un ejemplo: RECOM Services
2Seminario Industrial @ BSC
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
HIGH-PERFORMANCE COMPUTING CENTER STUTTGART (HLRS)
Seminario Industrial @ BSC
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
HLRS
• Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS)Centro de supercomputación de Stuttgart
• Asociado a la Universidad de Stuttgart• Uno de los tres centros nacionales existentes (JSC, LRZ).• Miembro fundador de PRACE
Configuración actual: HERMIT• > 113.000 cores• Rendimiento ~1PetaFlop/s
4Seminario Industrial @ BSC
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
La misión del HLRS
5
Politica Sociedad
Ciencia Economia
Computación aplicada(Ciencia e Ingeniería)
Seminario Industrial @ BSC
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
La región industrial de Stuttgart: investigación e ingeniería
6
Turnover: 7,27 Bill. €Staff: 11.384
Turnover: 2 Bill. €Staff: 9.449
Turnover: 1,25 Bill. €Staff: 6.540
Turnover: 99,4 Bill. €Staff: 272.382
Turnover: 47,3 Bill. €Staff: 261.300
Seminario Industrial @ BSC
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
“Joint-venture” publico y privado
7
• Nombre: High Performance Computing Center for Academia and Industry (since 1995)• Acrónimo: hww• Socios:
– HLRS/University of Stuttgart (12.5%)– T-Systems & T-Systems sfr (40%)– Porsche AG (10%)– Estado de Baden-Württemberg (12.5%)– Otras universidades (25%)
• Propósito:– Hybrid Cloud– HPC Platform
Seminario Industrial @ BSC
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
Uso industrial
• Bertrandt• Daimler• HMI• Insilico• Kärcher• Mahle• Porsche• RECOM• Transsolar
Seminario Industrial @ BSC
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
CASO DE ÉXITO:RECOM SERVICES GMBH
9Seminario Industrial @ BSC
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
RECOM Services GmbH − área de negocio:
10
Optimización de la combustión en centrales electricas de combustibles fósiles mediante
simulaciones asistidas por computador
Seminario Industrial @ BSC
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
RECOM Services GmbH − clientes
11Seminario Industrial @ BSC
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
:: 12Seminario Industrial @ BSC
Esquema de la caldera de combustiónFire Side
Flue Gas:
NOx, CO, SOx, Unburnt Carbon, Particulate/Ash,CO2
Overfire Air Overfire Air
Fuel&
Air
Fuel& Air
Com
bust
ion
67 m
12 m
Heat Transfer
Water
Steam
Water-/Steamside
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
Visualización de resultados de simulación
Simulación de procesos reales en la realidad virtual
13
Modelo 3D de combustión
Programa: RECOM-AIOLOS
La optimización de la caldera conlleva:- Reducción de emisiones- Aumento de la disponibilidad y
eficacia de la caldera- Reducción en la producción de CO2
Seminario Industrial @ BSC
Simulación en supercomputadores:NEC-SX9 at HLRS
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
RECOM-AIOLOS: Redimiento
14
76
66
51
0
16
32
48
64
80
96
112
128
0 16 32 48 64 80 96 112 128
Spee
d-U
p
Number of CPUs/Cores
LinearParMA Optimized - Hybrid 4MPIx2OpenMPParMA Optimized - Pure MPIOriginal Application - Pure MPI
Incremento de velocidad del 49%
Seminario Industrial @ BSC
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
Situación inicial
15
Oxygen
[vol.-%, tr.]
Char
[kg/kg]
CO
[vol.-%, tr.]
Seminario Industrial @ BSC
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
CO
[vol.-%, tr.]
Oxygen
[vol.-%, tr.]
Char
[kg/kg]
Solución óptima
16Seminario Industrial @ BSC
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
Resultados económicos
• Aumento de eficiencia de la planta de energía:– ahorro total de combustibles: 125.000 € por año– reducción de la emisión de CO2: 16.000 t por año
• RECOM ha conseguido contratos industriales de gran volumen para realizar optimizaciones similares -> nueva rama de negocio – Tratamiento termal de residuos urbanos
(Eisenmann, Holzgerlingen, Germany)– Conexión de una planta de captura y almacenamiento de carbono
con una central térmica de gas(Fichtner, Stuttgart, Germany)
– Transferencia de energía en intercambiadores de calor (Martin, Munich, Germany)
– ….
17Seminario Industrial @ BSC
17 Oct 2011:: ::
::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: :::::
::
Conclusiones
• El HLRS mantiene estrechas relaciones con la industria regional y nacional
• Gran parte del uso de nuestros sistemas se debe a los usuarios industriales mediante un joint-venture publico y privado (hww)– Los usuarios industriales mantienen acceso a los últimos
supercomputadores a precios muy econimicos– Estos ingresos benefician también a nuestros usuarios
académicos y de otros cuerpos públicos
Seminario Industrial @ BSC 18