ในสหรัฐอเมริกา ด้วยการสนับสนุนจากกระทรวงพลังงาน นักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาเครื่องมือซอฟต์แวร์สำหรับสร้างแบบจำลองกระบวนการหลักทั้งหมดในจักรวาล นอกจากนี้ เครื่องมือดังกล่าวบางส่วนพร้อมแล้วและกำลังรอการติดตั้งซูเปอร์คอมพิวเตอร์ใหม่ในคลาส exaflop เช่น Aurora และ Frontier เสร็จสิ้นโครงการสัญญาว่าจะเปิดเผยความลับของการกำเนิดและการพัฒนาของจักรวาลและยังจะช่วยให้ทำนายอนาคต
โครงการ ExaSky นำโดยนักวิทยาศาสตร์จาก Argonne National Laboratory เชื่อกันว่านี่เป็นหนึ่งในโปรแกรมที่สำคัญที่สุดในด้านวิทยาศาสตร์โลกและอวกาศซึ่งจะดำเนินการพร้อมกับการเปิดตัวซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในระดับ exaflop สิ่งสำคัญของแพลตฟอร์มใหม่คือการเน้นไปที่การประมวลผลด้วยโปรเซสเซอร์กราฟิก ดังนั้นรหัสโครงการ ExaSky จึงได้รับการปรับให้ทำงานบนโปรเซสเซอร์ Intel NVIDIA และเอเอ็มดี
มีการปรับรหัสสองรหัสที่แตกต่างกันมากเพื่อให้ทำงานบนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ใหม่ (GPU) ได้: HACC (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code) ตามสมการของ Lagrange และ Nyx (วิธีเครือข่ายแบบปรับตัว)
"แนวคิดก็คือโมเดลทางกายภาพที่คล้ายคลึงกันในโค้ดทั้งสองควรให้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันในระดับต่างๆ แม้ว่าโค้ดทั้งสองจะใช้วิธีการคำนวณที่แตกต่างกันก็ตาม การได้รับผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันในทั้งสองรุ่นจะช่วยยืนยันความเข้าใจของเราเกี่ยวกับกระบวนการทางกายภาพที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ จากนั้นเราสามารถเพิ่มคุณสมบัติใหม่ เช่น การก่อตัวดาว เพื่อเล่นผ่านการจำลอง ตลอดจนข้อมูลการสำรวจท้องฟ้าที่สังเกตได้เพื่อทดสอบผลลัพธ์ของเราและทำให้การจำลองนั้นมีชีวิต” นักพัฒนาอธิบาย
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์คลาส exaflop ใหม่นี้จะทำให้สามารถรวมฟิสิกส์ที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น โดยคำนึงถึงอินพุตที่หลากหลาย เช่น การมีอยู่ของนิวตริโนมวลมาก แบบจำลองการก่อตัวของดาวและดาราจักร ตลอดจนแหล่งที่มาของการป้อนกลับทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ เช่น แอกทีฟ นิวเคลียสของดาราจักร ลมดาราจักร และซุปเปอร์โนวาระเบิด เหตุการณ์เหล่านี้จะรวมอยู่ในโค้ดทั้งสองและจะทำงานบนเครือข่ายขนาดใหญ่ที่มีความละเอียดสูงกว่า
การสร้างแบบจำลอง และการประนีประนอมอย่างต่อเนื่องของการทำนายด้วยการสังเกตท้องฟ้าจริงจะช่วยเปิดเผยความลับมากมายของจักรวาลรวมถึงตามที่นักวิทยาศาสตร์คาดหวังความลับของสสารมืดและพลังงาน จนถึงปัจจุบัน ทีมงาน ExaSky ได้รวมโมเดลฟิสิกส์ของแก๊สและโมเดลเครือข่ายไว้ในโค้ดของพวกเขา ตลอดจนเพิ่มเทคโนโลยีซอฟต์แวร์ขั้นสูงสำหรับการวิเคราะห์ข้อมูลการจำลอง ขั้นตอนต่อไปคือการเพิ่มการทดสอบฟิสิกส์และซอฟต์แวร์บนฮาร์ดแวร์รุ่นต่อไปเมื่อระบบใช้งานได้จริง
อ่าน: