V USA s podporou ministerstva energetiky vědci vyvíjejí softwarové nástroje pro modelování všech hlavních procesů ve vesmíru. Navíc jsou takové nástroje částečně připraveny a čekají na nasazení nových superpočítačů třídy exaflop, jako jsou Aurora a Frontier. Dokončení projektu slibuje odhalit tajemství vzniku a vývoje vesmíru a umožní také předpovídat budoucnost.
Projekt ExaSky vedou vědci z Argonne National Laboratory. Předpokládá se, že se jedná o jeden z nejdůležitějších programů ve vědě o Zemi a vesmíru, který bude realizován se spuštěním superpočítačů třídy exaflop. Důležitým aspektem nových platforem bude důraz na výpočetní techniku s grafickými procesory. Proto je kód projektu ExaSky aktivně přizpůsoben pro práci na procesorech Intel, NVIDIA a AMD.
Pro běh na nových superpočítačích (GPU) se upravují dva velmi odlišné kódy: HACC (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code) založený na Lagrangeových rovnicích a Nyx (metoda adaptivní sítě).
"Myšlenka je, že podobné fyzické modely v obou kódech by měly poskytovat podobné výsledky v mnoha různých měřítcích, i když oba kódy používají různé výpočetní přístupy. Získání podobných výsledků v obou modelech pomůže potvrdit naše chápání fyzikálních procesů probíhajících v přírodě. Poté můžeme přidat nové funkce, jako je formování hvězd, abychom mohli simulaci hrát, stejně jako data z pozorovaného průzkumu oblohy, abychom otestovali naše výsledky a uvedli simulaci do života,“ vysvětlují vývojáři.
Nové superpočítače třídy exaflop umožní začlenit složitější fyziku s ohledem na širokou škálu vstupů, jako je přítomnost masivních neutrin, modely formování hvězd a galaxií, stejně jako několik zdrojů astrofyzikální zpětné vazby, jako je aktivní galaktická jádra, galaktické větry a výbuchy supernov Tyto události budou zahrnuty v obou kódech a budou fungovat na větších sítích s vyšším rozlišením.
Modelování a neustálé sladění předpovědí se skutečnými pozorováními oblohy pomůže odhalit mnohá tajemství vesmíru, včetně, jak vědci doufají, tajemství temné hmoty a energie. K dnešnímu dni tým ExaSky začlenil modely fyziky plynů a síťové modely do svých kódů, stejně jako přidal pokročilé softwarové technologie pro analýzu simulačních dat. Dalším krokem bude přidání fyziky a testování softwaru na hardware nové generace, jakmile budou systémy spuštěny.
Přečtěte si také: