Témata
Reklama

Hyperrychlost pro superspolehlivost

Rosatom vyvíjí a používá superpočítače schopné provést stovky trilionů operací za sekundu.

Moderní jaderné elektrárny musejí být schopny vydržet mimořádné události, které statisticky přicházejí jednou za milion let. Aby bylo možné zajistit tak vysokou spolehlivost elektrárny, jsou nezbytné superpočítače, které zpracovávají informace s dosud nevídanou rychlostí – stovky biliard operací za sekundu. A to není konečné číslo. Jedním z nejambicióznějších projektů je superpočítač ruského výzkumného centra VNIIEF (patří do struktury korporace pro atomovou energii Rosatom), který dosahuje absolutně nové úrovně výkonu – tisíc trilionů operací za sekundu.

Reklama
Reklama
Reklama

Superpočítače pro jádro

Složitost jaderné elektrárny roste nejen s výkonem, ale především s vývojem požadavků na bezpečnost provozu. Nová softwarová řešení umožňují minimalizovat množství chyb při projektování nového bloku, usnadňují plánování postupu výstavby a další fáze jeho životního cyklu. Navíc je díky nim možné simulovat průběh hypotetické vážné havárie a na základě pozorování reakce elektrárny zlepšovat její bezpečnost a připravenost na zvládnutí vážných mimořádných událostí.

Investice do vývoje

Běžné počítače, i ty nejvýkonnější, nedokážou zajistit tak velkou rychlost zpracování informací, která umožňuje projektovat jaderné elektrárny. Proto dodavatelé jaderných elektráren, včetně ruské korporace pro atomovou energii Rosatom, investují do vývoje nových superpočítačů. Vývoj v této oblasti jde velmi rychle kupředu, například v roce 2011 spustil ústav VNIIEF (Všeruský výzkumný ústav experimentální fyziky) superpočítač o výkonu 1 petaflops, který byl dvanáctým nejvýkonnějším počítačem na světě. První místo v té době zaujímal japonský superpočítač o výkonu 10,5 petaflops. Dnes ruský průmysl používá běžně počítače o výkonu 320 petaflops a v ústavu VNIIEF probíhá vývoj zařízení, které by překročilo dosud nepřekonanou hranici 1 exaflops.

3D model jaderné elektrárny se všemi provozními i bezpečnostními systémy

Biliony operací za sekundu

Příkladem výpočetního centra používaného v oblasti jádra je výzkumný ústav NIKIET (Výzkumný a konstrukční institut energetické techniky), který se zabývá vývojem nových typů jaderných reaktorů a patří do struktury Rosatomu. Superpočítače jsou zde používány k modelování fyzikálních jevů v oblasti pevnosti materiálů, hydrodynamiky a termodynamiky. Nachází se zde 20 modulárních serverů (celkově 400 výpočetních uzlů) o celkovém výkonu 128 teraflops (tedy 128 bilionů operací za sekundu). Toto zařízení je napájeno dvěma 600kW zdroji elektřiny, které jsou zálohovány dieselgenerátory.

NIKIET se zabývá vývojem principiálně nových jaderných reaktorů, které nemají ve světě obdoby. Naši odborníci proto dělají mnoho věcí vůbec poprvé a to vyžaduje provádění obrovského množství experimentálních i výpočetních prací,“ říká zástupce hlavního konstruktéra pro výzkum a vývoj ústavu NIKIET Aleksandr Lopatkin. „Nové výpočetní centrum jsme začali stavět proto, abychom mohli na vysoké technické úrovni provádět výpočty v rámci projektů, jimiž se zabýváme, včetně mezinárodního projektu ITER a vývoje rychlých reaktorů MBIR a BREST-300. Díky němu budeme moci přejít od dosud používaných metod ke složitým moderním trojrozměrným softwarovým řešením, která v jednom výpočtu řeší neutroniku, termohydrauliku i pevnost. Navíc umožňuje brát v úvahu složité fyzikální jevy, které se vzájemně ovlivňují. To vše má pro nás velký ekonomický přínos, protože nebudeme muset provádět dílčí výpočty a experimentální práce, které jsou nákladné a zabírají mnoho času.“

Rosatom vyrábí kompaktní superpočítače a v polovině roku 2016 dodal 117 těchto zařízení ruským společnostem, jako například ruské drážní společnosti Rossijskije železnyje dorogy nebo výrobci letadel OAK.

Superpočítač Lomonosov byl v roce 2009 dodán firmou T-platformy Moskevské státní univerzitě, svého času byl 13. nejrychlejším superpočítačem světa.

Superdatová centra

Dalším příkladem použití superpočítačů je ukládání a správa velkých objemů dat pro firmy nebo státní správu. Tímto oborem se zabývá společnost SAP, která provozuje datová centra od Austrálie po Japonsko. 23. prosince 2014 otevřela tato společnost ve spolupráci s ruskými společnostmi Rostelekom a výzkumným ústavem Kurčatovský institut nové datové centrum. Díky tomuto projektu získaly ruské společnosti všech velikostí a odvětví možnost využívat výhod současných cloudových technologií, jako je snížení nákladů na informační technologie a bezpečné prostředky pro zpracování a ukládání dat.

V současnosti je připravován projekt podobného datového centra v sousedství Kalininské jaderné elektrárny. Výhodu bude mít centrum v zajištění stabilní dodávky levné elektřiny.

Flops je jednotka pro měření výkonu superpočítačů a vyjadřuje jednu operaci s číslem s plovoucí řádovou čárkou za vteřinu. V praxi se používají násobky této jednotky, konkrétně 1 petaflops znamená, že počítač je schopen provést 1 biliardu těchto operací za vteřinu a 1 exaflops je ještě tisíckrát více.

Zpracováno z firemních podkladů
sommerova@esscom.cz

www.rosatom.ru/en/

Reklama
Vydání #11
Firmy
Související články
Supravodič, to je 8 200 vláken o průměru pět mikrometrů

Poměrně dobře je známo, že Velký hadronový urychlovač v CERNu používá supravodivé magnety a že je bude používat i tokamak ITER. Jak je to však s použitím supravodičů v dalších vědeckých zařízeních? Kdy byl použit supravodič poprvé?

S uranem v podpalubí

V březnovém vydání MM Průmyslového spektra jsme publikovali článek pod názvem Jaderné ledoborce pro Severní cestu. Jelikož tento text vzbudil zájem řady čtenářů, rozhodli jsme se na toto téma připravit další podrobnější příspěvek.

Made in Česko: Bezpečné bezdrátové spojení pro všechny

Prognózy, které se týkají internetu věcí (IoT) a průmyslového internetu věcí (IIoT), se mění stejně rychle jako možnosti této technologie samy. Už v roce 2008 bylo na světě víc připojených zařízení než lidí a odborníci ze Světového ekonomického fóra (WEF) tvrdí, že do roku 2025 bude 41,6 miliardy zařízení zachycovat data o tom, jak žijeme, pracujeme, pohybujeme se, jak fungují naše zařízení, stroje.

Související články
Stroje v pohybu:
Divoká jízda sondy Pathfinder

Sonda Mars Pathfinder, která 4. července 1997 přistála na rudé planetě, se může pyšnit několika prvenstvími. Třeba tím, že šlo o první mimozemský výsadek masově sledovaný uživateli internetu. Nebo tím, že jako první dopravila na Mars kolové průzkumné vozidlo, rover Sojourner.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Stroje v pohybu: Raketa, která změní svět

Americký podnikatel Elon Musk se od založení své firmy SpaceX v březnu 2002 netají tím, že jeho dlouhodobým cílem je kolonizace Marsu člověkem. Již letos přitom plánuje uskutečnit premiérový start orbitální rakety Starship, která mu má tento cíl pomoci splnit.

Stroje v pohybu:
Fotoprůzkumné družice

Za druhé světové války přinášely informace z fronty filmové týdeníky, při první válce v Perském zálivu vysílala živě CNN z bombardovaného Bagdádu – a nyní na Ukrajině má veřejnost poprvé v historii k dispozici prakticky v reálném čase družicové snímky. Navíc neskutečné kvality. Každopádně jde o materiál, který umožňuje potvrdit, nebo naopak vyvrátit mnohá tvrzení válčících stran.

Stroje v pohybu:
Webbův teleskop ve vesmíru

Pětadvacátého prosince loňského roku odstartovala z evropského kosmodromu ve Francouzské Guyaně raketa Ariane 5, v jejímž nákladovém prostoru byl na svou misi připraven vesmírný dalekohled Jamese Webba. Právě začala nová etapa poznávání vesmíru. Vědci si od ní slibují nové informace o vzniku vesmíru, černých dírách a temné hmotě.

Stroje v pohybu – Vrtulník na Marsu

Vědci a technici z amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) právě řídí jednu z nejnáročnějších operací v dějinách kosmonautiky. Expedice Mars 2020 hledá známky bývalého života na sousední planetě. Kromě pojízdné laboratoře je na Marsu také první stroj, který létá vlastní silou na jiné planetě, než je Země.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 3. díl: Energetický mix České republiky

V minulém díle jsme upozornili na tu skutečnost, že elektromobily lze za vozidla s nízkými anebo nulovými emisemi skleníkových plynů považovat pouze podmíněně a že jednou z takových podmínek je energetický mix dané země. To jsme ilustrovali na rozdílných emisích bateriových elektrických automobilů mezi Řeckem (155,3 g CO2/km) a Švédskem (4,1 g CO2/km). V tomto díle se zaměříme právě na energetický mix, jak všeobecně, tak v souvislosti s očekávaným postupným přechodem na elektromobilitu.

Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 2. část

S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

Vyvíjí se nový solný reaktor

Ruští vědci zahajují přípravu koncepce reaktoru chlazeného tekutými solemi, který je považován za nezbytnou součást budoucnosti jaderné energetiky. Tento reaktor je totiž schopen spalovat nejrizikovější radioaktivní odpady pocházející nejen z jaderné energetiky. Dále se připravuje tendr na výstavbu reaktoru BREST-300, který také přispěje k řešení problému použitého jaderného paliva.

Jízdní kola z vesmírného inkubátoru

V České republice existuje celá řada firem, které se svými produkty prosadily po celém světě. Často nejsou ani tak známé doma jako spíš za hranicemi naší země, kde v ojedinělých případech vytvořily dokonce nový segment trhu. Seriál formou stručného příběhu představuje čtenářům cestu, po které se podnikatel se svojí firmou vydal, jaké milníky jej provázely a jakých úspěchů a uznání na světovém trhu dosáhl.

Najít dveře do budoucnosti

Již 20. ročník Ceny Wernera von Siemense vyvrcholil 22. února slavnostním večerem v pražské Betlémské kapli. Za své práce zde převzalo ocenění celkem 25 nejlepších mladých vědců, studentů a pedagogů. Werner Siemens prý řekl: „Lepší než bušit hlavou do zdi je najít v ní očima dveře.“ Z mladých lidí, kteří převzali ocenění nesoucí jeho jméno, by měl jistě radost. Všichni totiž dokázali nejen najít dveře, ale otevřít je do budoucnosti.

Jaderné elektrárny ze zakonzervovaných stavenišť

S projekty výstavby jaderných elektráren, které byly na několik let, někdy i desítek let zakonzervovány, se můžeme setkat po celém světě. Některé z nich se podařilo dokončit a mohou tak plnit svou roli v nízkoemisní výrobě elektřiny.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit