Superkomputer w akcji. Oto największa symulacja wszechświata w historii
Naukowcy kolejny raz przekraczają granice poznania. Dzięki najpotężniejszemu superkomputerowi na Ziemi udało im się przeprowadzić największą w historii symulację ewolucji wszechświata.
Naukowcy z Argonne National Laboratory, należącego do Departamentu Energii USA, wykorzystali najszybszy superkomputer na świecie do przeprowadzenia największej w historii astrofizycznej symulacji wszechświata.
Osiągnięcie zostało dokonane przy użyciu superkomputera Frontier w Oak Ridge National Laboratory. Obliczenia ustanowiły nowy punkt odniesienia dla symulacji hydrodynamiki kosmologicznej i zapewniają nową podstawę do symulacji fizyki materii atomowej i ciemnej materii jednocześnie.
Wszechświat składa się z dwóch komponentów: ciemnej materii, która, o ile nam wiadomo, oddziałuje jedynie grawitacyjnie, oraz konwencjonalnej materii, czyli materii atomowej. Więc jeśli chcemy wiedzieć, co dzieje się we wszechświecie, musimy symulować obie te rzeczy: grawitację, a także całą inną fizykę, w tym gorący gaz, oraz powstawanie gwiazd, czarnych dziur i galaktyk. Te symulacje to to, co nazywamy symulacjami kosmologicznej hydrodynamiki
- powiedział kierownik projektu Salman Habib, dyrektor działu Computational Sciences w Argonne.
Nie jest zaskoczeniem, że symulacje hydrodynamiki kosmologicznej wymagają znacznie większych nakładów obliczeniowych i są trudniejsze do przeprowadzenia w porównaniu do symulacji rozszerzającego się wszechświata, które uwzględniają jedynie efekty grawitacji.
Więcej o tajemnicach wszechświata przeczytasz na Spider's Web:
Superkomputer Frontier
Superkomputer Frontier składa się z 9472 procesorów AMD i 37 888 procesorów graficznych AMD. Kod superkomputera używany w symulacji nazywa się HACC, skrót od Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code. Został opracowany około 15 lat temu dla maszyn petaskalowych.
Później HACC został znacząco ulepszony w ramach ExaSky, specjalnego projektu o wartości 1,8 mld dol., który trwał od 2016 do 2024 r. Projekt zgromadził tysiące ekspertów w celu opracowania zaawansowanych aplikacji naukowych i narzędzi programowych dla nadchodzącej fali superkomputerów klasy eksaskalowej, zdolnych do wykonywania ponad kwintyliona (czyli jedynka i 30 zer) obliczeń na sekundę.
Jako część ExaSky, zespół badawczy HACC spędził ostatnie siedem lat dodając nowe możliwości do kodu i ponownie go optymalizując, aby działał na maszynach eksaskalowych zasilanych akceleratorami GPU.
Nowe symulacje osiągnęły rekordową wydajność, wykorzystując około 9000 węzłów obliczeniowych Frontier, zasilanych przez procesory graficzne AMD Instinct MI250X.
Krok bliżej do rozwiązania zagadki
Symulacje, które zostaną udostępnione społeczności astronomów, pozwolą badaczom zbadać ich modele kosmologiczne, zadając pytania o naturę ciemnej materii, siłę ciemnej energii lub poszukując alternatywnych modeli grawitacji. Symulacje można następnie porównać z wynikami rzeczywistych badań astronomicznych, aby określić, który model najlepiej pasuje do obserwacji.
Największa symulacja wszechświata to krok milowy w badaniach kosmologicznych i technologii komputerowej. Frontier, dzięki swojej niesamowitej mocy obliczeniowej, pozwolił naukowcom wejść na zupełnie nowy poziom poznania tajemnic wszechświata. I choć kosmos wciąż pozostaje pełen zagadek, to dzięki takim projektom jak ten stajemy coraz bliżej ich rozwiązania.
