У США за підтримки Міністерства енергетики ведуться розробки програмних інструментів для моделювання всіх основних процесів у Всесвіті. Більш того, такі інструменти частково готові та чекають розгортання нових суперкомп’ютерів екзафлопсного класу, таких як Aurora і Frontier для Аргонської національної лабораторії. Завершення проєкту обіцяє відкрити таємниці зародження і розвитку Всесвіту, а також дозволить прогнозувати майбутнє.
Проєкт ExaSky ведеться вченими Аргонської національної лабораторії. Вважається, що це одне з найважливіших додатків в галузі науки про Землю і космос, яке буде вирішуватися з запуском в експлуатацію суперкомп’ютерів екзафлопсного класу. Важливим аспектом нових платформ стане акцент на обчислення графічними процесорами. Тому код проєкту ExaSky активно адаптується для роботи на Intel, NVIDIA та AMD.
Для запуску на нових суперкомп’ютерах (GPU) адаптуються два значно відрізняються коду – HACC (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code) на основі рівнянь Лагранжа і Nyx (метод адаптивних сіток).
«Ідея полягає в тому, що аналогічні фізичні моделі в обох кодах повинні забезпечити аналогічні результати в масі різних масштабів, навіть якщо в цих двох кодах використовуються різні обчислювальні підходи. Отримання схожих результатів в обох моделях допоможе підтвердити наше розуміння фізичних процесів, що відбуваються в природі. Після цього ми можемо додати нові функції, такі як зореутворення, для відтворення за допомогою моделювання, а також спостерігаються дані огляду неба, щоб перевірити наші результати та оживити симуляцію», – пояснюють розробники.
Нові суперкомп’ютери екзафлопсного класу дадуть можливість включати більш складну фізику з урахуванням широкого спектра вхідних даних, таких як наявність масивних нейтрино, моделі утворення зірок і галактик, а також декількох джерел астрофізичної зворотного зв’язку, таких як активні галактичні ядра, галактичні вітри та вибухи наднових. Ці події будуть включені в обидва коди та будуть працювати на великих сітках з більш високою роздільною здатністю.
Моделювання і постійна звірка передбачень з реальними спостереженнями неба допоможуть розкрити безліч таємниць Всесвіту, включаючи, як сподіваються вчені, таємницю темної матерії та енергії. На сьогодні команда ExaSky включила у свої коди моделі фізики газу і подсеточной моделі, а також додала передові програмні технології для аналізу даних моделювання. Наступним кроком стане додавання фізики та тестування програмного забезпечення на обладнанні наступного покоління в міру того, як системи будуть введені в експлуатацію. Джерело