一個(gè)源自高中生的算法「y-cruncher」讓圓周率的精度再破世界紀(jì)錄
近日,瑞士格勞賓登應(yīng)用科學(xué)大學(xué)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)101天9小時(shí),完成了圓周率小數(shù)點(diǎn)后62.8萬億位的計(jì)算,比創(chuàng)下吉尼斯紀(jì)錄耗費(fèi)的計(jì)算時(shí)間減少一半!誕生如此多位小數(shù)的算法「y-cruncher」竟出自高中生之手。
62,831,853,071,750!
圓周率都精確到小數(shù)點(diǎn)后62.8萬億位了!
近日,瑞士研究團(tuán)隊(duì)向圓周率最準(zhǔn)確值的世界紀(jì)錄發(fā)出挑戰(zhàn)!
目前的吉尼斯世界紀(jì)錄是50萬億位,于2020年1月29日由搭載了Chudnovsky算法的y-cruncher程序,計(jì)算時(shí)間長達(dá)8個(gè)多月。


https://www.guinnessworldrecords.com/world-records/66179-most-accurate-value-of-pi
計(jì)算時(shí)間縮短一半!
瑞士格勞賓登應(yīng)用科學(xué)大學(xué)的數(shù)據(jù)分析、可視化和模擬能力中心 (DAViS) 于4月下旬首次開始計(jì)算。
上一次在阿拉巴馬州創(chuàng)下的吉尼斯世界紀(jì)錄耗時(shí)303天,這次瑞士科學(xué)家完成任務(wù)只用了108天9小時(shí)。
時(shí)間大大壓縮!
而這一切,只需要2個(gè)AMD處理器!

格勞賓登應(yīng)用科學(xué)大學(xué)官網(wǎng)公開了這次項(xiàng)目的硬件設(shè)備:
-兩個(gè)32核AMD Epyc 7542處理器
-1TB內(nèi)存
-510TB磁盤空間
-38個(gè)16TB硬盤,運(yùn)行速度為7200rpm(其中34個(gè)硬盤用于交換空間,4個(gè)磁盤用于保存最后的圓周率數(shù)字)
-2個(gè)SSD用于儲(chǔ)存操作系統(tǒng)

存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu):黃色部分為帶有處理器和磁盤的計(jì)算單元;紅色部分為38個(gè)硬盤

黃色部分為RAM,綠色部分為處理器,藍(lán)色部分為機(jī)箱風(fēng)扇
雖說計(jì)算量很大,但這個(gè)項(xiàng)目是相當(dāng)環(huán)保!
團(tuán)隊(duì)計(jì)算了項(xiàng)目的能耗,CPU、內(nèi)存、SSD、38個(gè)硬盤,再加上冷卻,總共需要約1700瓦!

常規(guī)的吹風(fēng)機(jī)也才2000瓦
來自一個(gè)走得有點(diǎn)遠(yuǎn)的高中項(xiàng)目
1988年,Chudnovsky兄弟提出了計(jì)算π的公式。

直到現(xiàn)在,Chudnovsky公式仍然是計(jì)算π任意位數(shù)最有效的方法,計(jì)算精度平均為每次迭代14.81位。
而誕生如此多萬億位小數(shù)的算法「y-cruncher」,竟然出自Alexander J. Yee在高中時(shí)開發(fā)的一個(gè)算術(shù)Java庫:「BigNumber」。
他在2006年算出了歐拉-馬斯刻若尼常數(shù)小數(shù)點(diǎn)后116,580,041位,創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。
后來在2009年,憑借14,922,244,782位小數(shù)再次打破紀(jì)錄。
之后他將程序改名為「y-cruncher」,用C和C++重新編寫。這個(gè)y也正是源自歐拉常數(shù)的γ。

http://www.numberworld.org/y-cruncher/
后來這位大神去了伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校,先是在2011年利用自己的程序計(jì)算出π小數(shù)點(diǎn)后10萬億位,打破了世界紀(jì)錄,然后發(fā)表了一篇「在多核系統(tǒng)上對(duì)超幾何數(shù)列進(jìn)行高精度求和」的研究。

https://www.ideals.illinois.edu/bitstream/handle/2142/28348/pi.pdf?sequence=2&isAllowed=y
最新后10位的誕生
7月25日,y-cruncher完成了Chudnovsky公式的核心計(jì)算(下圖綠色部分),然后計(jì)算「逆平方根」部分。

此前計(jì)算的是分母(綠色部分),為小數(shù)點(diǎn)后一萬億位。
8月4日,在計(jì)算了92天之后,y-cruncher將其十六進(jìn)制版本的π寫到了計(jì)算機(jī)的磁盤上。數(shù)字經(jīng)過壓縮之后只使用了約24TB的磁盤空間(未壓縮為48TB),之后再將計(jì)算出的π轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制。
8月11日7:30,完成了62.8萬億位數(shù)字從十六進(jìn)制到十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。數(shù)字被分割成63個(gè)壓縮文件,驗(yàn)證基數(shù)轉(zhuǎn)換過程是否已經(jīng)正確完成。
8月14日9:30,高性能計(jì)算平臺(tái)最終完成了小數(shù)點(diǎn)后62,831,853,071,750位的計(jì)算,并得到π的最后10個(gè)已知數(shù)字是:7817924264。
