В США при поддержке Министерства энергетики ведутся разработки программных инструментов для моделирования всех основных процессов во Вселенной. Более того, такие инструменты частично готовы и ждут развёртывания новых суперкомпьютеров экзафлопсного класса, таких как Aurora и Frontier для Аргоннской национальной лаборатории. Завершение проекта обещает открыть тайны зарождения и развития Вселенной, а также позволит прогнозировать будущее.
Источник изображения: www.universetoday.com
Проект ExaSky ведётся учёными Аргоннской национальной лаборатории. Считается, что это одно из важнейших приложений в области науки о Земле и космосе, которое будет решаться с запуском в эксплуатацию суперкомпьютеров экзафлопсного класса. Важным аспектом новых платформ станет акцент на вычисления графическими процессорами. Поэтому код проекта ExaSky активно адаптируется для работы на ГП Intel, NVIDIA и AMD.
Для запуска на новых суперкомпьютерах (GPU) адаптируются два значительно отличающихся кода — HACC (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code) на основе уравнений Лагранжа и Nyx (метод адаптивных сеток).
«Идея состоит в том, что аналогичные физические модели в обоих кодах должны обеспечить аналогичные результаты в массе различных масштабов, даже если в этих двух кодах используются разные вычислительные подходы. Получение схожих результатов в обеих моделях поможет подтвердить наше понимание физических процессов, происходящих в природе. После этого мы можем добавить новые функции, такие как звездообразование, для воспроизведения с помощью моделирования, а также наблюдаемые данные обзора неба, чтобы проверить наши результаты и оживить симуляцию», — поясняют разработчики.
Новые суперкомпьютеры экзафлопсного класса дадут возможность включать более сложную физику с учётом широкого спектра входных данных, таких как наличие массивных нейтрино, модели образования звёзд и галактик, а также нескольких источников астрофизической обратной связи, таких как активные галактические ядра, галактические ветры и взрывы сверхновых. Эти события будут включены в оба кода и будут работать на больших сетках с более высоким разрешением.
Моделирование и постоянная сверка предсказаний с реальными наблюдениями неба помогут раскрыть множество тайн Вселенной, включая, как надеются учёные, тайну тёмной материи и энергии. На сегодняшний день команда ExaSky включила в свои коды модели физики газа и подсеточные модели, а также добавила передовые программные технологии для анализа данных моделирования. Следующим шагом станет добавление физики и тестирование программного обеспечения на оборудовании следующего поколения по мере того, как системы будут введены в эксплуатацию.
Подпишись: