【其他】140222 从软件角度818兔子的后发优势,长期更新

[回目录] 作者:时时刻刻观自在 文章类别:那年那兔那些事儿吧 共计36263回复/151页 查看原贴:打开原贴

2014-02-13 23:25:00 1楼(312)
这个软件,说起来有点话长。
俺简单点啊,交代一下。
ITER大家都知道,国际热核聚变堆,搞磁约束核聚变的,其中设计的一个关键问题,是中子学屏蔽计算。
ITER堆芯在DT(氘氚)反应阶段,放射出大量的高能中子(13.7MeV),中子壁负载(打到包层第一壁上的)高达0.6MW每平方米,相当于每平方米上,60根1千瓦的电热棒!
关键是,这些热量,全部都是高能中子携带的动能!
这玩意如果不屏蔽好了,基本上可以把把啥观测仪器都搞坏,打到超导线圈上,可以让线圈失超,其中的超导电流瞬间释放能量(线圈开始有电阻),温度急剧上升,甚至会爆炸!


中子从堆芯出来的时候,是走直线,但是一碰上其他的材料,就会和其中的原子核,发生:弹性散射,裂变,或者被吸收而产生嬗变(变成其他元素)或者衰变。过程极其复杂,还会产生伽马射线一类的二级辐射。方向是任意的。
2014-02-13 23:26:00 2楼(313)
所以ITER装置的中子学计算,是整个堆设计的关键,屏蔽不行,设计要推倒重来的。
中子学计算的方法,用的是蒙特卡罗方法,和计算原子弹爆炸的方法是一样的,连程序都一样,用的都是MCNP,就是霉菌的洛斯阿拉莫斯实验室开发的,可以用来算中子,质子以及电子等粒子,和各种材料相互作用的,大型模拟程序。
从民用核电站,到太空卫星,从裂变到聚变,大家都用这个程序,搞中子和高能粒子的仿真模拟。
对于ITER这样的大型装置,包含多少万个部件的,欧洲准备了一个超级计算机,当年还上过超级榜的前十,内存是TB级别的,CPU是几万个还是十几万个,俺记不清了。
有一个分析,在这样的大系统上,算了整整一个月!
2014-02-13 23:31:00 3楼(315)
ITER的中子学模型,是手工建立的,是前后10个人,花了5,6年的时间,用平面球面,圆柱面,圆锥面,以及圆环面的解析方程,描述出来的。
这个中子学模型,对应着早期设计(2000年之前的)。
IPP承担了一个国际项目,就是对这个模型进行更新,以便反映最新的设计(2000年之后,ITER的一个简化设计,原来的太费钱,后来的给压缩到几乎一半)。
2014-02-13 23:32:00 4楼(316)
尼玛,这个要是靠人工去搞,俺们室就啥都别干了,人要全部都上,一起搞才勉强行!
当时那个师妹搞的,是个辅助建模工具,可以把文本描述的(都是一次,二次和四次解析曲面的方程参数,),MCNP的中子学模型,反演过来,用AutoCAD的三维建模引擎,生成实体模型,让设计者看看模型是啥样的。顺便检验一下模型是否正确。

这个工具也有正演能力,就是把三维实体模型,转化为中子学模型的文本描述,给MCNP用。
但是正演的成功率,太低了,全是平面的,没问题,加上二次曲面,就要出问题,如果再有四次的,差不多100%要失败。
而且最要命的,这个工具,只能转自己建的模型,或者AutoCAD建的实体模型,UG和人CATIA的模型,根本转不动。
俺接手的时候,这玩意只能算是个玩具。
2014-02-13 23:34:00 5楼(318)
不过想想她老师和她,都木有出过校门,软件做到这水平,也是在不容易,人家就是奔论文答辩呢,能出个原型,算是不错的了。

俺可是下海,和洋鬼子真刀真枪,对鼻子瞪眼睛,拼杀过来滴!
不就是个工具软件么,技术路线已经走通了,架构重构和核心优化,咱哥们的强项啊!咱就是干这个的!

再说了,CAD,是俺老本行啊,只是这回是CAM,计算机辅助建模。

都是一类的,这个俺拿手啊。
2014-02-13 23:35:00 6楼(319)
俺和老外的挨踢公司,打交道多年,熟悉它那套文化和规则!
俺直接上Spatial公司(AutoCAD的母公司)的网站,找他们技术负责人,要求顶级的技术支持,还有全部最新的三维建模引擎的全套SDK!
正好是Spatial公司在推广他们的引擎,有个高校合作计划,可以先用后买,俺都不用忽悠,就都拿到了!
真是一点挑战都木有,俺还准备给他们吹吹ITER计划的牛掰之处呢,结果一听说是中科院的,完全木有问题,非盈利性组织,符合要求!
打印一份协议书,导师盖个章,俺签个字,寄过去就OK!
然后呢,就是图形渲染引擎!这回找TechSoft3D,这个是原AutoCAD公司的一帮人,因为内部技术观点不合,跳槽出来成立的一家新公司,专门搞实体模型的快速渲染和动画仿真的。
这家更Open,注册个伊妹儿地址,直接下载,俺都有点不好意思!
老外就是够哥们儿啊!
2014-02-13 23:37:00 7楼(320)
前端和引擎到手了,俺就开始重构了。
霉菌的架构设计得就是好,俺都不用变,就把工具的正演和反演,做成两个菜单栏的模块,挂上去就行!

整理别人的程序,是最头疼的,所幸的是,这个系统的最初设计,是一个计算机系比较牛的家伙,当时去德国,做访问学者了,他靠这个工具的1.0和2.0发了几篇文章,给老外邀请过去,发展基于Linux的类似工具去了(当时还算是竞争对手)。
他的类设计,基本没有大问题,省力不少。
俺只是重新调整了虚拟接口类,基类以及实现类中的函数,增加了多线程能力,架构上就差不多了。

难点是性能提升,这个可是考验功力滴。
2014-02-13 23:38:00 8楼(321)
那个师妹做的工作,都是前端的界面,需要重写,被俺扔给一个师弟,
反演功能,支持的描述不完整,也要改进,相对也容易,分给了另外一个师弟。

三个人一齐动手,俺又是做过ISO2000认证,搞过CMM的,顺便就把那套东西拿来,把系统分析和总体设计,以及关键的详细设计,集体评审一遍!
然后就是建立测试团队,把其他的中子学的师弟师妹都搞进来了。
头脑风暴,设计测试案例,找来各种模型,还有定义各种极限测试的范围!
其中一个,就是“脸滚键盘”加“鼠标手指抽筋”,要求不能死!

完备的评审,必要的定期技术会议,充分的测试,这个是XP的关键。
性能优化和提升的阶段最痛苦,抓Bug直接抓到三维建模引擎去了,俺是天天晚上给老外写邮件,果然是没有免费的午餐,人家不收你钱,你也要免费帮忙捉虫!
俺看着老外的核心引擎,从7.0,几乎是3~4个月一换,到俺走的时候,升到了14。
2014-02-13 23:41:00 9楼(323)
这个建模工具,在俺们的努力下,可以直接读取CATIA(ITER选用的设计工具)模型,1万多个部件,光是打开模型就需要几乎30分钟,要消耗1.2个G的内存,然后在10个小时里,把它转换成中子学模型!

效率的提高,简直没法算了,成千上万倍的节奏啊。

ITER的老外直接嗨了,尼玛,他们准备进一步细化,要把模拟的部件数量放大到50000个,要进一步提高仿真精度,准备活活累死那台超级计算机。
2014-02-13 23:45:00 10楼(325)
俺离开IPP之前,收到了N多的邀请,脚盆那边,想让俺去帮忙改进MNCP的并行计算程序,连MCNP的MPI源码都给俺了,这个可是个好东东,是脚盆自己在霉菌的MCNP源码基础上,加入了解一下Intel平台的并行计算能力,可以用联网的PC,跑大型中子学计算。
俺自己都编译通过了,源码全部交给老师一套。
连指导手册俺都补上了。

现在俺导师那里,直接开始自己做蒙特卡罗模拟的程序了。

如果俺不走,肯定是要俺来负责地。
2014-02-13 23:47:00 11楼(326)
ITER那边,希望俺帮忙搞出64位的版本,直接不用担心内存不足。
原先的工具,在处理超大模型的时候,直接内存达到2G的上限了。

他们准备要直接处理全模型?

这个工作,俺走前,都初步通过了,核心引擎有问题,可能是木有配置好,技术上,应该是不难滴,但是牵涉到版权啊,俺不能吃里爬外不是?
2014-02-13 23:48:00 12楼(327)
呵呵,俺都给拒了。尼玛,老子就在国内,哪里也不去!
尼玛,现在知道爷爷利害了吧!
老外几个搞类似工具的,看了俺们的演示,直接放弃他们的项目了。
俺们的工具,直接成为ITER的质量保证工具,和CATIA一样的待遇!
2014-02-13 23:49:00 13楼(328)
说了这么多,不是为了吹嘘自己,虽然俺这里值得吹嘘的很多(还有俺下海搞的系统呢,以后再扒)。

是为了让大家明白,兔子家的进步速度!
兔子家,是真正把霉菌在IT最高端的仿真模拟,和毛熊强大的系统分析设计以及关键加工技术,给结合起来了!
2014-02-13 23:50:00 14楼(329)
歼十,飞控的成功,靠的是杨伟搞的铁鸟,就是飞控软件的模拟和测试平台!
所以飞控软件不用上飞机,就能连续地改进和测试,这个是歼十快速定型的根本原因!
当然,还有成飞是最早实现无纸化设计的,三维实体模型,直接输出到数控加工设备上,根本不用图纸。
西飞是第二个实现的。
而沈飞,注意媒体的会看到,“顺利完成XX型飞机的出图任务”。
2014-02-13 23:51:00 15楼(330)
到这里,基本上都搬过来了,各位看得过瘾吧?
2014-02-14 00:09:00 16楼(333)
搞软件的都知道,Bug的不可避免性,以及捉虫的代价。
设计阶段是1,实现阶段是3~5,内部测试是10~30,系统测试阶段是50以上,如果是使用中,至少100,上千都有可能!
兔子家,正是靠了计算机辅助的分析,设计,建模,仿真计算和模拟,所以节省了大量的实物实验,节省了成本,减少了缺陷,从而大大地提高了速度。

这,就是后发的巨大优势!这个优势,是2000年之后,PC以及各种高端工具软件普及之后(UG,CATIA,ANSYS,Fluent……),才具有的优势!

也是互联网和通讯技术普及之后,带来的真正的信息化革命!

在这方面,兔子已经基本追平,马上就要超越欧美!
2014-02-14 00:20:00 17楼(337)
其实信息技术发展过程的趋势,很清晰滴表明了毛熊这种,用更多,更简单的低档子系统的集合,来战胜现有“高大上”一类系统,这种“蚁海战术”的有效性!

霉菌是计算机技术的发源地和一手推动其发展的国家!
计算机,经历了大型机,小型机,工作站,PC,智能手机这样的发展过程。
后面的每一代,都比前面的,体积更小,价格更低,数量更多!
非常说明情况!
体积和价格,下降3~10倍,但是数量,增加10倍到几十倍!
2014-02-14 00:23:00 18楼(338)
大家熟悉的 wintel 的神话,就是这么成功滴!
Intel从90年代初的8086,一个8位的芯片,4兆赫兹的主频,连浮点计算能力都没有,短短地20多年,就发展了9代的芯片,主频达到4G赫兹,核心数量可以到16个!计算机的位长更是到了64位!
总体性能提升了10万到100万倍!
基本上保持了摩尔定律的增长速度。
微软更是从一个搞DOS的小作坊,发展成为世界第一的软件巨无霸!
2000年前后,微软,英特尔和思科,这三家公司的市值,就几乎达到纳斯达克的一半!
无数的大型机和小型机,工作站厂商破产或者转行卖Intel的服务器!
更多的软件公司被微软彻底碾碎!
这些情况,活生生发生在你我的眼前!
充分说明了“蚁多咬死象”,这种战略的威力!

这说明,硬件,越来越容易,软件,至关重要!发展软件,靠人力,而兔子家人多,只要教育跟的上,高级的软件人才,会源源不断滴。
2014-02-14 00:24:00 19楼(340)
虚拟机,云计算,更是这种思想在群集和并行处理方面的体现!
现在的智能手机和平板,则是相当于新一代的“蚂蚁”,对着个人电脑发起了冲击!

5年来,PC的硬件更新速度,明显放慢了,而手机,则刚刚开始!
5年前,智能手机,还是塞班系统,或者wince,很不好用!
苹果和安卓系统出现以后,又是一轮的升级狂飙!比当年的PC,倍增速度还要猛!
才几年,就到了3G的主频,4到8核,4G的内存,64G的存储卡。
连64位的都出现了,计算能力,基本超过10年前的PC。
高端的平板和游戏机,更是可以完爆普通的PC或手提电脑。
手持设备,基本上追平了PC!
体积缩小几十倍,更省电!
现在挨踢界都开始研究用手机的CPU,搞超级计算机了!可以把超算的成本,再降低一个数量级!
超级计算机的使用成本,主要是电费,那玩意太费电了!如果都有手机CPU这样的用电经济性,都要乐死了!
2014-02-14 00:25:00 20楼(341)
兔子家山寨的主流,就是手机,很说明问题!
从3G技术开始,兔子插进去一只脚,4G,大腿也要进,如果进度顺利,半个身子要挪进去,高端通讯市场的标准,兔子要开始自己主导!
一个,可是百万亿级别的市场规模,如果成功,可以把老外彻底挤垮,该到了兔子收专利费滴时代了!
手机的CPU技术,也在跟上!

目前的差距,主要还是软件上,这方面,兔子有优势。