Supercomputer rulează cea mai mare și mai complicată simulare a universului vreodată

Potențialul înțelegerii noastre despre univers a făcut un salt uriaș înainte după Frontier, un supercomputer cu sediul în Laboratorul Național Oak Ridge (ORNL), a creat o simulare a universului la o scară niciodată obținută.

Frontier a folosit o platformă software numită cod hardware/hibrid accelerat de cosmologie (HACC) ca parte a Exasky, un proiect care a făcut parte din SUA de 1,8 miliarde de dolari a Departamentului SUA (DOE) Proiect de calcul Exascale – Cea mai mare inițiativă de cercetare și dezvoltare software susținută de DOE.

Sub Exaskyaplicațiile științifice au fost necesare pentru a rula de până la 50 de ori mai rapid decât reperele anterioare, dar Frontier și HACC au alergat rapid înaintea așteptărilor – rulând de aproape 300 de ori mai rapid decât simulările similare ale lui Saturn’s Moon Titan. Echipa DOE/HACC a petrecut șapte ani de la prima simulare îmbunătățind capacitățile pentru supercomputere Exascale precum Frontier.

Acest lucru a permis simulările de cosmologie hidrodinamică, un model de calculator mult mai intensiv din punct de vedere al calculului, care încorporează principii precum extinderea universului și influența materiei întunecate. Modelele anterioare au încorporat doar măsuri de gravitație, gaz sau plasmă.

Puterea calculului Exascale

Simularea, care a fost realizată în noiembrie 2024, a folosit aproximativ 9.000 de noduri de calcul ale Frontierului, toate echipate cu carduri grafice AMD Instinct MI250X.

Frontiera este a douaCel mai rapid supercomputer din lume și poate atinge 1,4 exaflops de putere. Performanța supercomputerelor este măsurată în operațiuni cu punct plutitor pe secundă (FLOPS)-unde o operație cu punct flotant este un calcul matematic.

Înrudite: Mini „supercomputer desktop” din Nvidia este de 1.000 de ori mai puternic decât un laptop – și se poate încadra în geantă

Orice lucru capabil de mai mult de 999 de petaflops (0,9 exaflops) este denumit un supercomputer „Exascale”. Singura altă mașină mai puternică decât Frontier este El Capitan – care poate ajunge la 1,7 exaflops de putere.

Dincolo de simularea universului, Frontier a fost utilizat în alte cercetări cruciale. În aprilie 2023, oamenii de știință au construit modelul simplu de atmosferă E3SM de rezolvare a norului (Scream)-A program Acest lucru a simulat un an întreg de date climatice globale până la o rezoluție de puțin peste 3 km. Unul dintre cele mai complexe modele climatice calculate vreodată, acum este o piatră de temelie în analiza interacțiunilor complexe între atmosferă, oceane și terenuri pentru a îmbunătăți predicțiile meteorologice și a aduna date de fidelitate mai mare despre schimbările climatice.

În materiale, Frontier i-a lăsat pe proiectanți să vină cu noi substraturi și geometrii pentru substanțe de proprietate îmbunătățită, ceea ce le face mai puternice, mai ușoare și rezistente la coroziune. Capacitățile sale de calcul exascale au permis cercetătorilor să modeleze interacțiunea chimică la scară moleculară pentru a prezice comportamentul material. Supercomputerul a fost și el Pivot În găsirea de materiale noi pentru depozitarea energiei, transportul, fabricația și medicina nucleară.

Cu toate acestea, oamenii de știință sunt deosebit de încântați de modul în care Exascale Computing poate supraîncărca inteligenţă artificială (AI). Viteza acestor mașini permite programatorilor să itereze algoritmi și să analizeze rapid seturi de date mari, în special în sarcini precum modele de limbaj mare mai rapid sau aplicație de supercomputere la modelele climatice și predicția schimbărilor climatice.