V USA s podporou ministerstva energetiky vedci vyvíjajú softvérové nástroje na modelovanie všetkých hlavných procesov vo vesmíre. Takéto nástroje sú navyše čiastočne pripravené a čakajú na nasadenie nových superpočítačov triedy exaflop, akými sú Aurora a Frontier. Dokončenie projektu sľubuje odhaliť tajomstvá vzniku a vývoja vesmíru a umožní aj predpovedanie budúcnosti.
Projekt ExaSky vedú vedci z Argonne National Laboratory. Predpokladá sa, že ide o jeden z najdôležitejších programov vo vede o Zemi a vesmíre, ktorý sa bude realizovať so spustením superpočítačov triedy exaflop. Dôležitým aspektom nových platforiem bude dôraz na prácu s grafickými procesormi. Preto je kód projektu ExaSky aktívne prispôsobený na prácu na procesoroch Intel, NVIDIA a AMD.
Prispôsobujú sa dva veľmi odlišné kódy, aby fungovali na nových superpočítačoch (GPU): HACC (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code) na základe Lagrangeových rovníc a Nyx (metóda adaptívnej siete).
„Myšlienkou je, že podobné fyzikálne modely v oboch kódoch by mali poskytovať podobné výsledky v mnohých rôznych mierkach, aj keď tieto dva kódy používajú rôzne výpočtové prístupy. Získanie podobných výsledkov v oboch modeloch pomôže potvrdiť naše chápanie fyzikálnych procesov vyskytujúcich sa v prírode. Potom môžeme pridať nové funkcie, ako napríklad formovanie hviezd, aby sme mohli hrať počas simulácie, ako aj pozorované údaje z prieskumu oblohy, aby sme otestovali naše výsledky a priviedli simuláciu k životu,“ vysvetľujú vývojári.
Nové superpočítače triedy exaflop umožnia začleniť zložitejšiu fyziku, berúc do úvahy širokú škálu vstupov, ako je prítomnosť masívnych neutrín, modely formovania hviezd a galaxií, ako aj niekoľko zdrojov astrofyzikálnej spätnej väzby, ako napr. galaktické jadrá, galaktické vetry a výbuchy supernovy Tieto udalosti budú zahrnuté v oboch kódoch a budú fungovať vo väčších sieťach s vyšším rozlíšením.
Modelovanie a neustále zosúlaďovanie predpovedí so skutočnými pozorovaniami oblohy pomôže odhaliť mnohé tajomstvá vesmíru, vrátane, ako vedci dúfajú, aj tajomstva temnej hmoty a energie. K dnešnému dňu tím ExaSky začlenil modely fyziky plynov a sieťové modely do svojich kódov, ako aj pridal pokročilé softvérové technológie na analýzu simulačných údajov. Ďalším krokom bude pridanie fyzikálneho testovania a testovania softvéru na hardvéri novej generácie, keď budú systémy fungovať.
Prečítajte si tiež: