تطبيق الحوسبة عالية الأداء على المحاكاة العددية لحركة الإنسان

لقد درسنا جدوى استخدام أجهزة الكمبيوتر الفائقة التي تعمل بتوازي ضخم ومعالجة متجهات لحل مشاكل تحسين كبيرة النطاق لحركة الإنسان. بشكل محدد، مقارنة النفقات الحاسوبية لتحديد الضوابط المثلى لمرحلة الدعم الفردي من المشي باستخدام آلة تسلسلية تقليدية (SGI Iris 4D25)، وآلة متوازية MIMD (Intel iPSC/860)، وآلة معالجة متجهة متوازية (Cray Y-MP 8/864). مع نمذجة الجسم البشري كرابط ذو 14 درجة من الحرية مشغّل بواسطة 46 وحدة عضلية، فإن حساب الضوابط المثلى للمشي قد يستغرق ما يصل إلى 3 أشهر من وقت المعالج على جهاز Iris. كل من Cray وIntel قادران على تقليل هذا الوقت إلى مستويات عملية. يمكن العثور على الحل المثالي للمشي بحوالي 77 ساعة من وقت المعالج على جهاز Cray وحوالي 88 ساعة من وقت المعالج على جهاز Intel. على الرغم من أن السرعات العامة لجهاز Cray وIntel كانت مماثلة، إلا أن القدرات الفريدة لكل آلة تناسب أفضل أجزاء الخوارزمية الحاسوبية المستخدمة. كانت Intel مناسبة بشكل أفضل لحساب مشتقات معيار الأداء والقيود بينما كانت Cray مناسبة بشكل أفضل لتحسين معاملات الضوابط. تقترح هذه النتائج أن العمارة الحاسوبية المثالية لحل مشاكل التحكم المثالي الكبيرة جداً هي نظام هجين يتم فيه دمج آلة معالجة متجهة في شبكة الاتصال لآلة متوازية MIMD.