I USA, med støtte fra energidepartementet, utvikler forskere programvareverktøy for modellering av alle hovedprosessene i universet. Dessuten er slike verktøy delvis klare og venter på utplassering av nye superdatamaskiner av exaflop-klassen, som Aurora og Frontier. Gjennomføringen av prosjektet lover å avsløre hemmelighetene til universets opprinnelse og utvikling, og vil også tillate å forutsi fremtiden.
ExaSky-prosjektet ledes av forskere ved Argonne National Laboratory. Det antas at dette er et av de viktigste programmene innen jord- og romvitenskap, som vil bli implementert med lanseringen av superdatamaskiner av exaflop-klassen. Et viktig aspekt ved de nye plattformene vil være vektleggingen av databehandling med grafikkprosessorer. Derfor er ExaSky-prosjektkoden aktivt tilpasset for å fungere på Intel-prosessorer, NVIDIA og AMD.
To vidt forskjellige koder blir tilpasset for å kjøre på nye superdatamaskiner (GPUer): HACC (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code) basert på Lagranges ligninger og Nyx (adaptiv nettverksmetode).
"Ideen er at lignende fysiske modeller i begge kodene skal gi lignende resultater i mange forskjellige skalaer, selv om de to kodene bruker forskjellige beregningsmetoder. Å oppnå lignende resultater i begge modellene vil bidra til å bekrefte vår forståelse av de fysiske prosessene som skjer i naturen. Vi kan deretter legge til nye funksjoner, som stjernedannelse, for å spille gjennom simuleringen, samt observerte himmelundersøkelsesdata for å validere resultatene våre og bringe simuleringen til live, forklarer utviklerne.
De nye superdatamaskinene i exaflop-klassen vil gjøre det mulig å inkorporere mer kompleks fysikk, og tar hensyn til et bredt spekter av input, som tilstedeværelsen av massive nøytrinoer, stjerne- og galakseformasjonsmodeller, samt flere kilder til astrofysisk tilbakemelding, som aktiv galaktiske kjerner, galaktiske vinder og eksplosjoner supernovaer Disse hendelsene vil bli inkludert i begge kodene og vil fungere på større nettverk med høyere oppløsning.
Modellering og den konstante forsoningen av spådommer med virkelige observasjoner av himmelen vil bidra til å avsløre mange hemmeligheter i universet, inkludert, som forskerne håper, hemmeligheten bak mørk materie og energi. Til dags dato har ExaSky-teamet inkorporert gassfysikkmodeller og nettverksmodeller i kodene sine, samt lagt til avansert programvareteknologi for å analysere simuleringsdata. Neste trinn vil være å legge til fysikk og programvaretesting på neste generasjons maskinvare etter hvert som systemene går live.
Les også: