I USA udvikler forskere med støtte fra Energiministeriet softwareværktøjer til modellering af alle de vigtigste processer i universet. Desuden er sådanne værktøjer delvist klar og venter på udrulningen af nye supercomputere af exaflop-klassen, såsom Aurora og Frontier. Afslutningen af projektet lover at afsløre hemmelighederne bag universets oprindelse og udvikling og vil også tillade at forudsige fremtiden.
ExaSky-projektet ledes af forskere ved Argonne National Laboratory. Det menes, at dette er et af de vigtigste programmer inden for jord- og rumvidenskab, som vil blive implementeret med lanceringen af supercomputere af exaflop-klassen. Et vigtigt aspekt af de nye platforme vil være vægten på computing med grafikprocessorer. Derfor er ExaSky-projektkoden aktivt tilpasset til at arbejde på Intel-processorer, NVIDIA og AMD.
To vidt forskellige koder bliver tilpasset til at køre på nye supercomputere (GPU'er): HACC (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code) baseret på Lagranges ligninger og Nyx (adaptiv netværksmetode).
"Ideen er, at lignende fysiske modeller i begge koder skal give lignende resultater i mange forskellige skalaer, selvom de to koder bruger forskellige beregningsmetoder. At opnå lignende resultater i begge modeller vil hjælpe med at bekræfte vores forståelse af de fysiske processer, der foregår i naturen. Vi kan derefter tilføje nye funktioner, såsom stjernedannelse, for at gennemspille simuleringen, såvel som observerede himmelundersøgelsesdata for at teste vores resultater og bringe simuleringen til live,” forklarer udviklerne.
De nye supercomputere i exaflop-klassen vil gøre det muligt at inkorporere mere kompleks fysik under hensyntagen til en bred vifte af input, såsom tilstedeværelsen af massive neutrinoer, stjerne- og galaksedannelsesmodeller, samt adskillige kilder til astrofysisk feedback, såsom aktiv galaktiske kerner, galaktiske vinde og eksplosioner supernovaer Disse begivenheder vil blive inkluderet i begge koder og vil fungere på større netværk med højere opløsninger.
Modellering og den konstante forsoning af forudsigelser med reelle observationer af himlen vil hjælpe med at afsløre mange hemmeligheder i universet, herunder, som videnskabsmænd håber, hemmeligheden bag mørkt stof og energi. Til dato har ExaSky-teamet inkorporeret gasfysikmodeller og netværksmodeller i deres koder, samt tilføjet avancerede softwareteknologier til analyse af simuleringsdata. Det næste skridt vil være at tilføje fysik og softwaretest på næste generations hardware, efterhånden som systemerne går live.
Læs også: