בארה"ב, בתמיכת משרד האנרגיה, מדענים מפתחים כלי תוכנה למידול כל התהליכים העיקריים ביקום. יתרה מכך, כלים כאלה מוכנים בחלקם ומחכים לפריסה של מחשבי-על חדשים ממחלקת ה-exaflop, כמו Aurora ו-Frontier. השלמת הפרויקט מבטיחה לחשוף את סודות מוצאו והתפתחותו של היקום, ותאפשר גם חיזוי העתיד.
פרויקט ExaSky מובל על ידי מדענים במעבדה הלאומית של Argonne. מאמינים כי מדובר באחת התוכנות החשובות ביותר במדעי כדור הארץ והחלל, שתיושם עם השקת מחשבי-על ממעמד ה-exaflop. היבט חשוב בפלטפורמות החדשות יהיה הדגש על מחשוב עם מעבדים גרפיים. לכן, קוד הפרויקט של ExaSky מותאם באופן פעיל לעבודה על מעבדי אינטל, NVIDIA ו-AMD.
שני קודים שונים מאוד מותאמים להפעלה על מחשבי-על חדשים (GPUs): HACC (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code) המבוסס על משוואות Lagrange ו-Nyx (שיטת רשת אדפטיבית).
"הרעיון הוא שמודלים פיזיקליים דומים בשני הקודים צריכים לספק תוצאות דומות בקנה מידה רבים ושונים, למרות ששני הקודים משתמשים בגישות חישוביות שונות. השגת תוצאות דומות בשני המודלים תעזור לאשר את ההבנה שלנו לגבי התהליכים הפיזיים המתרחשים בטבע. לאחר מכן נוכל להוסיף תכונות חדשות, כגון היווצרות כוכבים, כדי לשחק את הסימולציה, כמו גם נתוני סקר שמיים שנצפו כדי לבדוק את התוצאות שלנו ולהחיות את הסימולציה", מסבירים המפתחים.
מחשבי העל החדשים בכיתה exaflop יאפשרו לשלב פיזיקה מורכבת יותר, תוך התחשבות במגוון רחב של תשומות, כגון נוכחותם של נויטרינו מסיביים, מודלים של היווצרות כוכבים וגלקסיות, כמו גם מספר מקורות למשוב אסטרופיזי, כגון פעיל גרעינים גלקטיים, רוחות גלקטיות וסופרנובות לפיצוצים אירועים אלו ייכללו בשני הקודים ויעבדו ברשתות גדולות יותר עם רזולוציות גבוהות יותר.
דוּגמָנוּת והפיוס המתמיד של התחזיות עם תצפיות אמיתיות בשמים יעזור לחשוף סודות רבים של היקום, כולל, כפי שמקווים המדענים, סוד החומר האפל והאנרגיה. עד כה, צוות ExaSky שילב מודלים של פיזיקת גז ומודלים של רשת בקודים שלהם, וכן הוסיף טכנולוגיות תוכנה מתקדמות לניתוח נתוני סימולציה. השלב הבא יהיה הוספת פיזיקה ובדיקות תוכנה על חומרה מהדור הבא כשהמערכות יעלו לאוויר.
קרא גם: