一个源自高中生的算法「y-cruncher」让圆周率的精度再破世界纪录

来源：FHGR

编辑：Priscilla 好困

【新智元导读】近日，瑞士格劳宾登应用科学大学团队历时101天9小时，完成了圆周率小数点后62.8万亿位的计算，比创下吉尼斯纪录耗费的计算时间减少一半！诞生如此多位小数的算法「y-cruncher」竟出自高中生之手。

62,831,853,071,750！

圆周率都精确到小数点后62.8万亿位了！

近日，瑞士研究团队向圆周率最准确值的世界纪录发出挑战！

目前的吉尼斯世界纪录是50万亿位，于2020年1月29日由搭载了Chudnovsky算法的y-cruncher程序，计算时间长达8个多月。

https://www.guinnessworldrecords.com/world-records/66179-most-accurate-value-of-pi

计算时间缩短一半！

瑞士格劳宾登应用科学大学的数据分析、可视化和模拟能力中心 (DAViS) 于4月下旬首次开始计算。

上一次在阿拉巴马州创下的吉尼斯世界纪录耗时303天，这次瑞士科学家完成任务只用了108天9小时。

时间大大压缩！

而这一切，只需要2个AMD处理器！

格劳宾登应用科学大学官网公开了这次项目的硬件设备：

-两个32核AMD Epyc 7542处理器

-1TB内存

-510TB磁盘空间

-38个16TB硬盘，运行速度为7200rpm（其中34个硬盘用于交换空间，4个磁盘用于保存最后的圆周率数字）

-2个SSD用于储存操作系统

存储系统结构：黄色部分为带有处理器和磁盘的计算单元；红色部分为38个硬盘

黄色部分为RAM，绿色部分为处理器，蓝色部分为机箱风扇

虽说计算量很大，但这个项目是相当环保！

团队计算了项目的能耗，CPU、内存、SSD、38个硬盘，再加上冷却，总共需要约1700瓦！

常规的吹风机也才2000瓦

来自一个走得有点远的高中项目

1988年，Chudnovsky兄弟提出了计算π的公式。

直到现在，Chudnovsky公式仍然是计算π任意位数最有效的方法，计算精度平均为每次迭代14.81位。

而诞生如此多万亿位小数的算法「y-cruncher」，竟然出自Alexander J. Yee在高中时开发的一个算术Java库：「BigNumber」。

他在2006年算出了欧拉-马斯刻若尼常数小数点后116,580,041位，创造了世界纪录。

后来在2009年，凭借14,922,244,782位小数再次打破纪录。

之后他将程序改名为「y-cruncher」，用C和C++重新编写。这个y也正是源自欧拉常数的γ。

http://www.numberworld.org/y-cruncher/

后来这位大神去了伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校，先是在2011年利用自己的程序计算出π小数点后10万亿位，打破了世界纪录，然后发表了一篇「在多核系统上对超几何数列进行高精度求和」的研究。

https://www.ideals.illinois.edu/bitstream/handle/2142/28348/pi.pdf?sequence=2&isAllowed=y

最新后10位的诞生

7月25日，y-cruncher完成了Chudnovsky公式的核心计算（下图绿色部分），然后计算「逆平方根」部分。

此前计算的是分母（绿色部分），为小数点后一万亿位。

8月4日，在计算了92天之后，y-cruncher将其十六进制版本的π写到了计算机的磁盘上。数字经过压缩之后只使用了约24TB的磁盘空间（未压缩为48TB），之后再将计算出的π转换为十进制。

8月11日7:30，完成了62.8万亿位数字从十六进制到十进制的转换。数字被分割成63个压缩文件，验证基数转换过程是否已经正确完成。

8月14日9:30，高性能计算平台最终完成了小数点后62,831,853,071,750位的计算，并得到π的最后10个已知数字是：7817924264。

参考资料：

https://www.fhgr.ch/en/specialist-areas/applied-future-technologies/davis-centre/pi-challenge/