带有2021标志的洛斯阿拉莫斯国家实验室

应用计算机科学

应用程序、算法和架构的创新联合设计,以实现极端规模的科学模拟

领导力

  • 专业助理
  • 埃里卡·梅斯塔斯
  • (505) 664-0673
  • 电子邮件
小行星撞击模拟显示蓝色的水部分和红色的小行星部分的体积渲染。

使用xRage(一个由LANL的ASC程序开发和维护的并行多物理-欧拉流体动力学代码)模拟运行,可视化直径250米的玄武岩小行星以45度角撞击深海。显示的可视化效果是蓝色和白色的水分数和红色的小行星分数的体积渲染。

支持国家安全科学的基础和应用研究

我们是通过应用程序、算法和架构的共同设计实现极端规模科学模拟的先锋。

研究领域/团队
协同设计

斯科特·帕金, 团队负责人
本·卑尔根副组长

协同设计团队专注于优化整个计算系统——从应用程序到硬件。我们使用敏捷的联合设计过程,在很大程度上基于代理应用程序的使用,在问题空间中快速迭代。

只要有可能,这些代理应用程序都会作为开源代码发布,以促进与学术和工业合作伙伴的合作。

我们的团队成员在

  • 编程模型和语言,
  • 运行时系统,
  • 蒙特卡罗技术,
  • 函数语言,以及
  • 高级硬件架构,包括
    • CPU,
    • GPU,尤其是,
    • 基于FPGA的系统。
未来的体系结构和应用程序

马克·查雷斯特,团队负责人
李英伟副组长

未来体系结构和应用团队的重点是与领域科学家及其应用程序合作,以充分利用当前和未来的超级计算机体系结构,并利用高级体系结构和极端规模计算的知识。我们通过机构计算项目与开放科学项目、通过ASC项目与武器项目以及整个实验室的其他计算项目广泛合作。我们的目标是使LANL的科学保持在快速变化的超级计算领域的前沿。

我们的大部分工作本质上是教育性的。我们不断更新先进的计算硬件(如多核和多核CPU、GPU和各种加速器)和软件(MPI、OpenMP、OpenACC、OpenCL、CUDA等)。通过用户组会议、研讨会和直接与项目团队合作,将这些知识传递给代码团队并在代码中实现。我们为应用程序团队提供深入的咨询,以便他们的应用程序在当前和未来的计算机架构上高效运行。这项工作的核心是理解和修改应用程序,以暴露并行性和矢量化机会,这对有效使用现代计算机体系结构至关重要。

编程模型

帕特里克·麦考密克,团队负责人
克里斯汀·斯威尼副组长

编程模型团队弥补了底层硬件架构和应用程序可用软件支持层之间的差距。这包括一系列主题,包括编程语言、支持编译器基础结构、运行时软件和应用程序编程接口。

我们的总体目标是利用所有这些活动来提高开发人员的生产力,并了解软件和硬件之间的交互。从计算物理学到数据密集型计算,许多领域的应用都具有挑战性。

武器应用研究到生产(WARP)

盖伦·希普曼,团队负责人
查尔斯·费伦堡副组长

武器应用研究与生产(WARP)涵盖尖端计算机科学研究、现代软件工程、新技术集成以及对生产应用核心能力的支持。我们的团队弥补了实验室计算机科学研究活动与NNSA国防项目生产应用需求之间的差距。我们与应用计算机科学小组的团队合作,为大规模多物理应用开发新技术。通过与应用程序团队的合作,我们促进了现代软件工程实践和技术的快速采用,以提高生产环境中任务应用程序的性能、可扩展性、可移植性和灵活性。

我们的目标是与LANL的任务应用程序团队保持长期合作关系,以实现现有应用程序的现代化,开发应用程序的核心软件基础设施,并为关键应用程序技术提供长期管理和支持。