Наибольшее и наиболее сложное моделирование вселенной было достигнуто до сих пор

Беспрецедентное представление в области космологии было достигнуто недавно, после того, как Frontier — второй самый быстрый суперкомпьютер в мире — сумел создать моделирование вселенной по шкале никогда раньше. Расположенный в Национальной лаборатории Оук -Риджа (ORNL) в Соединенных Штатах, Frontier использовала платформу оборудования/гибридной ускоренной космологии (HACC) для интеграции сил и факторов, которые выходят за рамки гравитации, такие как темная материя и газовые и плазменные движения. Это достижение знаменует собой огромный скачок в понимании происхождения и эволюции вселенной, что намного превышает возможности предыдущих симуляций, пишет IflScienceПолем

Согласно проекту Exaskky, который является частью проекта Excale Computing Energy Department, цель состояла в том, чтобы увеличить до 50 раз превышает скорость научных приложений по сравнению с предыдущими стандартами. Удивительно, но Frontier и HACC значительно превзошли эти ожидания, выполнив моделирование почти в 300 раз быстрее, чем достижения, достигнутые в прошлом, например, в титане Сатурна. Начиная с первой симуляции, команда DOE/HACC потратила семь лет, оптимизируя экологически чистые суперкомпьютеры, такие как Border, которая открыла путь новых типов космологических моделей, включая гидродинамические, которые учитывают расширение вселенной и роль темной материи.

Сила расчета раскопок

Недавняя модель, сделанная в ноябре 2024 года, использовала около 9000 вычислительных узлов суперкомпьютеров, каждая из которых оснащена AMD Instinct Mi250x. Frontier, способная достичь 1,4 Exaflops, только после того, как он капитан (1,7 Exaflops) в рейтинге самых быстрых суперкомпьютеров по всему миру. Exaflops эквивалентен триллиона мобильных запятых операций в секунду, что является важным стандартом эффективности, особенно для сложных научных приложений.

С этой вычислительной силой Frontier превысила ограничения моделей, основанных исключительно на гравитации, и ввела гораздо более сложные компоненты, такие как динамика газов и плазмы. Это чрезвычайно полезно для космологов, потому что он предлагает более богатый взгляд на то, как крупные структуры в галактиках вселенной, комнаты Galaxii и так сформировались и эволюционировали с течением времени.

Революционные приложения за пределами космологии

Хотя реализация большого масштаба моделирования вселенной привела границу в свете прожектора, это не единственная область, в которой суперкомпьютер показывает свою полезность. В апреле 2023 года исследователи использовали границу для создания климатической модели типа (простая облачная модель E3SM атмосферы E3SM), которая воспроизводила эволюцию глобального климата с разрешением всего 3 километра. Этот уровень детализации превратил Screa в важный инструмент при изучении взаимодействия между атмосферой, океанами и сухой, улучшая прогнозы погоды и предоставление более точных данных об изменении климата.

Кроме того, Frontier оказывается незаменимым в химии, передовых материалах и даже ядерной энергии. Возможности расчета расчетов позволяют ученым моделировать химические реакции на молекулярном уровне, предвидеть поведение различных веществ и разрабатывать новые композиции с повышенной резистентностью, низким весом и антикоррозивными свойствами. В то же время новая волна искусственного интеллекта получает значительный импульс через суперкомпьютеры этого уровня, который может быстро обучать алгоритмы и очень сложные нейронные сети.

Следовательно, Frontier принимает двойную роль: с одной стороны, толкает границы космологии, моделируя процессы, которые управляют этим вопросом в космическом масштабе, а с другой стороны, исследования в практических областях, проектирование материалов и ИИ -импозимеров. С этим технологическим скачком ученые надеются получить более четкую картину явлений, лежащих в основе вселенной, а также конкретные решения для проблем, с которыми сталкивается современное общество, от изменения климата до обнаружения новых энергетических ресурсов.