米国では、エネルギー省の支援を受けて、宇宙のすべての主要なプロセスをシミュレートするためのソフトウェアツールが開発されています。さらに、そのようなツールは部分的に準備ができており、アルゴンヌ国立研究所のオーロラやフロンティアなどの新しいエクサスケールクラスのスーパーコンピューターの展開を待っています。プロジェクトの完了は、宇宙の起源と発展の秘密を明らかにすることを約束し、また未来を予測することを可能にします。
ExaSkyプロジェクトは、アルゴンヌ国立研究所の科学者によって運営されています。これは、地球宇宙科学の分野で最も重要なアプリケーションの1つであり、エクサスケールのスーパーコンピューターの発売によって解決されると考えられています。新しいプラットフォームの重要な側面は、GPUコンピューティングに重点を置くことです。したがって、ExaSkyプロジェクトコードは、Intel、NVIDIA、およびAMDGPUでの動作に積極的に適応しています。
新しいスーパーコンピューター（GPU）で実行するために、2つの大幅に異なるコードが採用されています。ラグランジュ方程式に基づくHACC（ハードウェア/ハイブリッド加速宇宙論コード）とNyx（適応メッシュ法）です。
「アイデアは、2つのコードが異なる計算アプローチを使用している場合でも、両方のコードの同様の物理モデルが多くの異なるスケールで同様の結果を提供するはずであるということです。両方のモデルで同様の結果を得ると、自然界で発生する物理的プロセスの理解を確認するのに役立ちます。その後、シミュレーションで再生する星形成や、観測可能な空の調査データなどの新機能を追加して、結果を検証し、シミュレーションを実現できます」と開発者は説明します。
新しいエクサスケールクラスのスーパーコンピューターは、大規模なニュートリノ、星や銀河の形成モデルなどの幅広い入力と、活動銀河核、銀河風、超新星爆発などの天体物理学的フィードバックの複数のソースを前提として、より高度な物理学を可能にします。これらのイベントは両方のコードに含まれ、より大きく、より高解像度のメッシュで機能します。
空の実際の観測による予測のシミュレーションと絶え間ない検証は、科学者の希望、暗黒物質とエネルギーの謎を含む、宇宙の多くの謎を明らかにするのに役立ちます。これまで、ExaSkyチームは、ガス物理学とサブグリッドモデルをコードに組み込み、シミュレーションデータを分析するための高度なソフトウェアテクノロジーを追加しました。次のステップは、システムが稼働するときに、次世代ハードウェアに物理学とテストソフトウェアを追加することです。
2021-07-31 09:20:20
著者: Vitalii Babkin