GRAPE

GRAPE project

 

というものがあります。

天文学における日本発のプロジェクトらしいです。

GRAPEとは

宇宙における惑星間の重力相互作用の計算なんかをする

ものすごい計算機のことです。

 

目的

GRAPE の目的は、球状星団銀河銀河団といった多数の恒星からなる天体の時間進化や動力学を数値的にシミュレーションすることであった。このような天体には、球状星団で約104-5個、銀河では約1010-12個という膨大な個数の恒星が含まれている。恒星の間に働く万有引力は到達距離の典型的スケールを持たない逆2乗力であるため、このような重力多体系の数値シミュレーションを行なうには個々の星の間に働く重力を全て計算する必要がある。一般に、N個の粒子からなる多体系では任意の2粒子の組み合わせの個数は N2 に比例するため、多体系の数値計算では粒子の位置から粒子間相互作用を求める計算が計算量全体の大部分を占める。そのため、GRAPE が開発された1980年代終わりには当時の最高速のスーパーコンピュータでも N=1000 体程度以上の計算を実用的な計算時間で行なうのは困難だった。

そこで GRAPE は、O(N2) の計算量を要する粒子間相互作用の部分のみを専用ハードウェアを用いて計算することで多体問題の計算速度を飛躍的に加速させる、という発想に基づいて開発された。

 

 

まあ大きい話ですよね。

そうそう

一般に、N個の粒子からなる多体系では任意の2粒子の組み合わせの個数は

N2 に比例する

んですよね。

懐かしいなあ。

え?

知らなかったですか?

ほんとに?

僕が行ってたエスカレーター式の小学校では2年生のとき習いましたよ?※1

なんか、みなさんとの間に隔たりができてしまったみたいでとても悲しいです。

 

アーキテクチャ

一般に、重力多体系の時間発展の計算は以下のようなステップで行なわれる。

  1. 粒子 i が粒子 j から受ける重力 \mathbf{F}_{ij} を計算する。
  2. \mathbf{F}_{ij} を j について積算し、粒子 i が受ける重力の総和 \mathbf{F}_{i} を求める。
  3. \mathbf{F}_{i} を運動方程式に代入して、粒子 i の加速度 \mathbf{a}_{i} を求める。
  4. \mathbf{a}_{i} を用いて時間積分を行い、粒子 i の位置 \mathbf{r}_{i} と 速度 \mathbf{v}_{i} を更新する。
  5. 以上を全粒子について繰り返す。
  6. 以上を時間ステップごとに繰り返す。

GRAPE はこの計算ステップのうち最も計算量の多いステップ 1 の計算のみを行ない、これ以外の計算は GRAPE が接続された汎用的なワークステーションなどが行なう。

GRAPE の基本的なアーキテクチャは単純である。粒子 i と粒子 j の位置ベクトル \mathbf{r}_{i}, \mathbf{r}_{j} と質量 mi, mj を入力として与え、ニュートンの万有引力の法則

\mathbf{F}_{ij} = - G \frac{m_i m_j}{|\mathbf{r}_i - \mathbf{r}_j|^3} (\mathbf{r}_i - \mathbf{r}_j)

から粒子間に働く重力 \mathbf{F}_{ij} を求めて出力する。この際、重力の計算を逐次的に行なわず、方程式に含まれる位置座標同士の減算、2乗、加算といった各演算を行なう演算器を直列に並べてパイプラインを組み、パイプラインの最終段で最終結果 \mathbf{F}_{ij} が出力されるようになっているのが GRAPE の本質的特徴である。万有引力の計算には約30ステップの演算が必要なので逐次処理では結果を得るのに約30クロックを要するが、GRAPE では1クロックごとに重力が計算されて次々と得られることになる。実際にはパイプラインを複数並列化することで計算をさらに加速している。

 

あー 

はいはいはい。

 

\mathbf{F}_{ij} = - G \frac{m_i m_j}{|\mathbf{r}_i - \mathbf{r}_j|^3} (\mathbf{r}_i - \mathbf{r}_j) 

 

はもう常識中の常識ですよね。

懐かしいなあ。

これは例のエスカレーター式の小学校で5年の時かな?※2

たしか家庭科でフレンチトーストを作らされた後の授業だった気がしま‥

 

え?

習ってない?

嘘でしょ?

 

だったら是非覚えてください。

すごく便利ですよ。

 

普天間基地の問題や、

モンスターペアレント問題や、

コメ不足や、

突然の来客なんかもこれで全部解決できちゃうと思うんですよ。

 

ほんと大きく言えばですよ?

 

確かに一見難しそうに見えますけど、とても論理的でメタフォリカルかつラディカルな

数式だし、マクロ的に見ればある種ソニックでユースなフィロソフィーを

周到した極めてドメスティックでラルク&シエルかつソクラテス的発想なんですよね。

まあミクロ的に見ても結局ゴールは一緒だという説もありますけどね。

 

そんなもんは人によりますよ。※3

 

結局何が言いたいかというと、

こんなわけのわからないものすごいことに

「GRAPE」

 (GRAvity PiPE の略称  )

なんてフルーティな名前をつけちゃうセンスがかっこいいなあ

と思っただけのことです。

 

というわけで新曲です。

 

GRAPE / DJ MOTIVE

 

いち早く収録の 

 

Red Rare Rhodesも発売中。

 

soljkt_omote.jpg

 

来年のリリースラッシュに向けて頑張ってます。 

 

寒いですけどみなさん

 

\mathbf{F}_{ij} = - G \frac{m_i m_j}{|\mathbf{r}_i - \mathbf{r}_j|^3} (\mathbf{r}_i - \mathbf{r}_j)

 

の精神で乗り切りましょう。※4

 

 

※1 ウソです

※2 ウソです

※3 デタラメです

※4 たぶん精神論ではないです

 

PARTY INFO

12/22 @ pivot space (岐阜)

12/26 「blood sta」 @ block (岐阜)

12/31 @カンテマンフィーラ (岐阜)

1/14 @ pivot space (岐阜)

1/30 「c-side 8000」 @ planet cafe(浜松)

 

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Comments(6)

琉球アンダーグラウンドもってくるあたりが僕的にニヤリポイントでした!
でもやっぱりソルはいーなぁ!!
来年も楽しみです!

マニアックだね・・・。
まぁまぁ知ってたけど。

RRR良い感じで聴いてますよー♪


ずるいっ(゜Д゜)!!
ずるいよそんな宣伝!!!!!
悔しいぐらい面白い。。(笑)

くっそー。。
毎日聞いてやるー(`・ω・)☆

28 くん

聴いてくれたんだ!
いつもありがとう!!!!!
今年も親族ばりにお世話になりました!!

下原

>まぁまぁ知ってたけど。

うそつけーw
ありがとうね!!!

トモエちゃん

こないだは遠いとこありがとーー☆
ほんとに毎日聴いてるだろーねーーーー!?

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Profile

★ DJ-MOTIVE(mohawks)

HIPHOP BREAK BEATSをメインにすべての音楽を操る DJ/PRODUCER。これまで4枚のアルバムをリリース。
「cure」でiTUNESベストインディーズアルバム受賞。
アナログ、MIXCD、REMIXなど活動は多岐に渡る。
名古屋のバンドレミ街とのユニットmomigai、ソロテクノユニットennit、ニューウェーブバンドdeadbundyなどの名義でも活動。
◎mohawks
http://www.mohawks-records.com/index.html

☆ for Mobile

http://www.signal-jp.com/blog/dj-motive/mobile/

2013.07.22

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