In den USA entwickeln Wissenschaftler mit Unterstützung des Energieministeriums Softwaretools zur Modellierung aller Hauptprozesse im Universum. Darüber hinaus sind solche Tools teilweise fertig und warten auf den Einsatz neuer Supercomputer der Exaflop-Klasse wie Aurora und Frontier. Der Abschluss des Projekts verspricht, die Geheimnisse des Ursprungs und der Entwicklung des Universums zu enthüllen und wird es auch ermöglichen, die Zukunft vorherzusagen.
Das ExaSky-Projekt wird von Wissenschaftlern des Argonne National Laboratory geleitet. Es wird angenommen, dass dies eines der wichtigsten Programme in der Erd- und Weltraumwissenschaft ist, das mit der Einführung von Supercomputern der Exaflop-Klasse umgesetzt wird. Ein wichtiger Aspekt der neuen Plattformen wird die Betonung der Rechenleistung mit Grafikprozessoren sein. Daher wird der ExaSky-Projektcode aktiv an die Arbeit mit Intel-Prozessoren angepasst. NVIDIA und AMD.
Zwei sehr unterschiedliche Codes werden für den Betrieb auf neuen Supercomputern (GPUs) angepasst: HACC (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code) basierend auf den Lagrange-Gleichungen und Nyx (adaptive network method).
„Die Idee ist, dass ähnliche physikalische Modelle in beiden Codes ähnliche Ergebnisse in vielen verschiedenen Maßstäben liefern sollten, obwohl die beiden Codes unterschiedliche Berechnungsansätze verwenden. Das Erhalten ähnlicher Ergebnisse in beiden Modellen wird dazu beitragen, unser Verständnis der in der Natur ablaufenden physikalischen Prozesse zu bestätigen. Wir können dann neue Funktionen wie Sternentstehung hinzufügen, um die Simulation durchzuspielen, sowie beobachtete Himmelsdurchmusterungsdaten, um unsere Ergebnisse zu testen und die Simulation zum Leben zu erwecken“, erklären die Entwickler.
Die neuen Supercomputer der Exaflop-Klasse werden es ermöglichen, komplexere Physik zu integrieren, indem sie eine breite Palette von Eingaben berücksichtigen, wie das Vorhandensein von massiven Neutrinos, Sternen- und Galaxienentstehungsmodellen sowie mehrere Quellen astrophysikalischer Rückkopplung, wie z. B. aktiv galaktische Kerne, galaktische Winde und Explosionen Supernovae Diese Ereignisse sind in beiden Codes enthalten und funktionieren in größeren Netzwerken mit höheren Auflösungen.
Modellieren und der ständige Abgleich von Vorhersagen mit realen Beobachtungen des Himmels wird dazu beitragen, viele Geheimnisse des Universums aufzudecken, einschließlich, wie die Wissenschaftler hoffen, das Geheimnis der dunklen Materie und Energie. Bis heute hat das ExaSky-Team gasphysikalische Modelle und Netzwerkmodelle in seine Codes integriert und fortschrittliche Softwaretechnologien zur Analyse von Simulationsdaten hinzugefügt. Der nächste Schritt wird darin bestehen, Physik- und Softwaretests auf Hardware der nächsten Generation hinzuzufügen, wenn die Systeme live gehen.
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