Seit Jahrzehnten ist das Aeronautics Research Mission Directorate (ARMD) der NASA für die Entwicklung der Technologien verantwortlich, mit denen Satelliten in die Umlaufbahn gebracht werden, Astronauten auf dem Mond und Robotermissionen auf andere Planeten gesendet werden. Leider sind nach vielen Jahren der Unterstützung von NASA-Missionen einige ihrer Maschinen in den letzten Jahren in Betrieb und müssen aktualisiert werden.
Betrachten Sie den Supercomputer Pleiades, die Maschine mit verteiltem Speicher, die für die Durchführung von Modellen und Simulationen für NASA-Missionen verantwortlich ist. Obwohl Plejaden einer der schnellsten Supercomputer der Welt ist, müssen sie aufgerüstet werden, um in den kommenden Jahren auf dem Laufenden zu bleiben. Aus diesem Grund hat sich die NASA mit TopCoder (und mit Unterstützung von HeroX) zusammengetan, um die High Performance Fast Computing Challenge (HPFCC) zu starten.
Mit einem Preisgeld von 55.000 US-Dollar suchen NASA und TopCoder Programmierer und Computerspezialisten, die ihnen helfen, Plejaden zu aktualisieren, damit Berechnungen schneller durchgeführt werden können. Insbesondere möchten sie die FUN3D-Software verbessern, damit die zuvor monatelange Flussanalyse jetzt in Tagen oder Stunden durchgeführt werden kann. Kurz gesagt, sie möchten ihre Supercomputer um den Faktor 10 bis 1000 beschleunigen, während sie sich auf die vorhandene Hardware verlassen und die Genauigkeit nicht beeinträchtigen.
Diejenigen, die eintreten möchten, müssen mit der FUN3D-Software vertraut sein, mit der die nichtlinearen partiellen Differentialgleichungen (auch bekannt als Navier-Stokes-Gleichungen) berechnet werden, die für Berechnungen des stetigen und instationären Flusses verwendet werden. Dazu gehören große Wirbelsimulationen in der Computational Fluid Dynamics (CFD), die von besonderer Bedeutung sind, wenn es um Überschallflugzeuge, Raumfahrt sowie Entwicklungs-Trägerraketen und planetare Wiedereintrittssysteme geht.
Die NASA hat sich zusammengetan, um diese Herausforderung mit TopCoder, der weltweit größten Online-Community von Designern, Entwicklern und Datenwissenschaftlern, zu starten. Seit seiner Gründung im Jahr 2001 hat das Unternehmen unzählige Online-Wettbewerbe (sogenannte „Single Round Matchs“ oder SRMs) veranstaltet, um eine bessere Programmierung zu fördern. Sie veranstalten auch wöchentliche Wettbewerbe, um Entwicklungen im Grafikdesign anzuregen.
Insgesamt besteht das HPFSCC aus zwei Herausforderungen - der Ideation Challenge und der Architecture Challenge. Für die Ideation Challenge (veranstaltet von der NASA) müssen Wettbewerber Ideen vorschlagen, die zur Optimierung des Plejaden-Quellcodes beitragen können. Wie sie angeben, kann dies die Nutzung algorithmischer Entwicklungen in Bereichen wie Netzanpassung, Methoden höherer Ordnung und effizienten Lösungstechniken für Hochleistungs-Computerhardware umfassen (ist aber nicht darauf beschränkt).
Die Architecture Challenge (gehostet von TopCoder) konzentriert sich weniger auf Strategie als vielmehr auf messbare Verbesserungen. Daher müssen die Teilnehmer zeigen, wie die Verarbeitung optimiert werden kann, um die Gesamtzeit zu verkürzen und die Effizienz von Rechenmodellen zu steigern. Im Idealfall, so TopCoder, würde dies "Algorithmusoptimierung der vorhandenen Codebasis, Versandoptimierung zwischen Knoten oder eine Kombination aus beiden" umfassen.
Die NASA vergibt Preise in Höhe von 20.000 US-Dollar für die Ideation-Herausforderung, wobei 10.000 US-Dollar für den ersten Platz und zwei Zweitplatzierte in Höhe von jeweils 5.000 US-Dollar vergeben werden. TopCoder bietet unterdessen 35.000 US-Dollar für die Architektur-Herausforderung an - ein Hauptpreis von 15.000 US-Dollar für den ersten Platz, 10.000 US-Dollar für den zweiten Platz und 10.000 US-Dollar für den Preispool für qualifizierte Verbesserungskandidaten.
Der Wettbewerb kann bis zum 29. Juni 2017 eingereicht werden. Ab diesem Zeitpunkt beginnt die Bewertung. Dies wird am 7. August abgeschlossen sein und die Gewinner beider Wettbewerbe werden am 9. August bekannt gegeben. Wenn Sie ein Programmierer, Computeringenieur oder jemand sind, der mit der FUN3D-Software vertraut ist, sollten Sie sich unbedingt an HeroX wenden und die Herausforderung annehmen!
Die Erforschung des menschlichen Weltraums schreitet weiter voran, wobei Missionen für den Mond, den Mars und darüber hinaus geplant sind. Angesichts einer ständig wachsenden Präsenz im Weltraum und neuer Herausforderungen ist es notwendig, dass wir über die richtigen Werkzeuge verfügen, um alles zu verwirklichen. Durch die Nutzung von Verbesserungen in der Computerprogrammierung können wir sicherstellen, dass einer der wichtigsten Aspekte der Missionsplanung der Aufgabe gewachsen ist!
