In den Vereinigten Staaten werden mit Unterstützung des Energieministeriums Softwaretools entwickelt, um alle Hauptprozesse im Universum zu simulieren. Darüber hinaus sind solche Tools teilweise fertig und warten auf den Einsatz neuer Supercomputer der Exascale-Klasse wie Aurora und Frontier für das Argonne National Laboratory. Der Abschluss des Projekts verspricht, die Geheimnisse des Ursprungs und der Entwicklung des Universums zu enthüllen und wird auch eine Vorhersage der Zukunft ermöglichen.
Das ExaSky-Projekt wird von Wissenschaftlern des Argonne National Laboratory betrieben. Es wird angenommen, dass dies eine der wichtigsten Anwendungen im Bereich der Erd- und Weltraumwissenschaften ist, die mit der Einführung von Exascale-Supercomputern gelöst werden soll. Ein wichtiger Aspekt der neuen Plattformen wird der Schwerpunkt auf GPU-Computing sein. Daher passt sich der ExaSky-Projektcode aktiv an, um auf Intel-, NVIDIA- und AMD-GPUs zu arbeiten.
Um auf neuen Supercomputern (GPUs) zu laufen, werden zwei deutlich unterschiedliche Codes angepasst – HACC (Hardware / Hybrid Accelerated Cosmology Code) basierend auf den Lagrange-Gleichungen und Nyx (adaptive Mesh-Methode).
„Die Idee ist, dass ähnliche Physikmodelle in beiden Codes ähnliche Ergebnisse auf vielen verschiedenen Skalen liefern sollten, selbst wenn die beiden Codes unterschiedliche Rechenansätze verwenden. Das Erhalten ähnlicher Ergebnisse in beiden Modellen wird dazu beitragen, unser Verständnis der in der Natur vorkommenden physikalischen Prozesse zu bestätigen. Danach können wir neue Funktionen wie Sternentstehung, die mit Simulationen gespielt werden kann, sowie beobachtbare Himmelsvermessungsdaten hinzufügen, um unsere Ergebnisse zu validieren und die Simulation zum Leben zu erwecken “, erklären die Entwickler.
Die neuen Supercomputer der Exascale-Klasse werden eine ausgefeiltere Physik ermöglichen, wenn eine breite Palette von Eingaben wie massive Neutrinos, Stern- und Galaxienbildungsmodelle und mehrere Quellen astrophysikalischer Rückkopplungen wie aktive galaktische Kerne, galaktische Winde und Supernova-Explosionen gegeben sind. Diese Ereignisse sind in beiden Codes enthalten und funktionieren bei größeren Netzen mit höherer Auflösung.
Simulation und ständige Überprüfung von Vorhersagen mit realen Beobachtungen des Himmels werden dazu beitragen, viele Geheimnisse des Universums aufzudecken, darunter, so hoffen Wissenschaftler, das Geheimnis der dunklen Materie und der Energie. Bis heute hat das ExaSky-Team Gasphysik- und Teilgittermodelle in ihre Codes integriert und fortschrittliche Softwaretechnologien zur Analyse von Simulationsdaten hinzugefügt. Der nächste Schritt wird sein, Physik- und Testsoftware auf Hardware der nächsten Generation hinzuzufügen, während die Systeme live gehen.
2021-07-31 09:20:20
Autor: Vitalii Babkin