I USA, med stöd av energiministeriet, utvecklar forskare mjukvaruverktyg för att modellera alla huvudprocesser i universum. Dessutom är sådana verktyg delvis klara och väntar på utplaceringen av nya superdatorer av exaflop-klassen, som Aurora och Frontier. Slutförandet av projektet lovar att avslöja hemligheterna bakom universums ursprung och utveckling, och kommer också att göra det möjligt att förutsäga framtiden.
ExaSky-projektet leds av forskare vid Argonne National Laboratory. Man tror att detta är ett av de viktigaste programmen inom jord- och rymdvetenskap, som kommer att implementeras med lanseringen av superdatorer av exaflop-klassen. En viktig aspekt av de nya plattformarna kommer att vara tonvikten på datoranvändning med grafikprocessorer. Därför är ExaSky-projektkoden aktivt anpassad för att fungera på Intel-processorer, NVIDIA och AMD.
Två väldigt olika koder anpassas för att köras på nya superdatorer (GPU): HACC (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code) baserad på Lagranges ekvationer och Nyx (adaptiv nätverksmetod).
"Tanken är att liknande fysiska modeller i båda koderna ska ge liknande resultat i många olika skalor, även om de två koderna använder olika beräkningsmetoder. Att erhålla liknande resultat i båda modellerna kommer att bidra till att bekräfta vår förståelse av de fysiska processer som förekommer i naturen. Vi kan sedan lägga till nya funktioner, såsom stjärnbildning, för att spela igenom simuleringen, såväl som observerade himmelundersökningsdata för att testa våra resultat och få simuleringen att leva, förklarar utvecklarna.
De nya superdatorerna i exaflop-klassen kommer att göra det möjligt att införliva mer komplex fysik, med hänsyn till ett brett utbud av indata, såsom närvaron av massiva neutriner, stjärn- och galaxbildningsmodeller, såväl som flera källor till astrofysisk återkoppling, såsom aktiv galaktiska kärnor, galaktiska vindar och explosionssupernovor Dessa händelser kommer att ingå i båda koderna och kommer att fungera på större nätverk med högre upplösning.
Modellering och den ständiga försoningen av förutsägelser med verkliga observationer av himlen kommer att hjälpa till att avslöja många hemligheter i universum, inklusive, som forskarna hoppas, hemligheten med mörk materia och energi. Hittills har ExaSky-teamet införlivat gasfysikmodeller och nätverksmodeller i sina koder, samt lagt till avancerad mjukvaruteknik för att analysera simuleringsdata. Nästa steg blir att lägga till fysik och mjukvarutestning på nästa generations hårdvara när systemen går live.
Läs också: