Суперкомпьютер запускает самую большую и сложную симуляцию Вселенной из когда-либо существовавших:
Потенциал нашего понимания Вселенной сделал гигантский скачок вперед после того, как Frontier, суперкомпьютер, базирующийся в Окриджской национальной лаборатории (ORNL), создал симуляцию Вселенной в невиданных ранее масштабах.
Frontier использовала программную платформу под названием Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code (HACC) в рамках проекта ExaSky, который являлся частью проекта Exascale Computing Project стоимостью 1,8 млрд долларов США Министерства энергетики США (DOE) — крупнейшей инициативы в области исследований и разработок программного обеспечения, поддерживаемой DOE.
В рамках Exasky научные приложения должны были работать в 50 раз быстрее предыдущих тестов, но Frontier и HACC быстро опередили ожидания — работая почти в 300 раз быстрее, чем аналогичные симуляции спутника Сатурна Титана. Команда DoE/HACC потратила семь лет с момента первой симуляции, улучшая возможности суперкомпьютеров exascale, таких как Frontier.
Это позволило проводить гидродинамические космологические симуляции, гораздо более вычислительно интенсивную компьютерную модель, которая включает такие принципы, как расширение вселенной и влияние темной материи. Предыдущие модели включали только измерения гравитации, газа или плазмы.
Мощь эксафлопсных вычислений
В моделировании, проведенном в ноябре 2024 года, было задействовано около 9000 вычислительных узлов Frontier, все из которых оснащены видеокартами AMD Instinct MI250X.
Frontier — второй
по скорости суперкомпьютер в мире, его мощность может достигать 1,4 эксафлопс. Производительность суперкомпьютеров измеряется в операциях с плавающей точкой в секунду (FLOPS) — где одна операция с плавающей точкой — это математическое вычисление.
Все, что способно на более чем 999 петафлопс (0,9 эксафлопс), называется суперкомпьютером «exascale». Единственная другая машина, более мощная, чем Frontier, — это El Capitan, которая может достигать мощности 1,7 эксафлопс.
Помимо моделирования вселенной, Frontier использовался в других важных исследованиях. В апреле 2023 года ученые создали простую модель атмосферы E3SM, разрешающую облака (SCREAM), — программу , которая смоделировала целый год глобальных климатических данных с разрешением чуть более 3 км. Одна из самых сложных климатических моделей, когда-либо вычислявшихся, теперь является краеугольным камнем в анализе сложных взаимодействий между атмосферой, океанами и сушей для улучшения прогнозов погоды и сбора более точных данных об изменении климата.
В области материалов Frontier позволила проектировщикам придумать новые подложки и геометрии для веществ с улучшенными свойствами, сделав их прочнее, легче и устойчивее к коррозии. Его возможности exascale-вычислений позволили исследователям моделировать химическое взаимодействие на молекулярном уровне для прогнозирования поведения материалов. Суперкомпьютер также сыграл решающую роль в поиске новых материалов для хранения энергии, транспортировки, производства и ядерной медицины.
Однако ученые особенно взволнованы тем, как exascale вычисления могут дать фору искусственному интеллекту (ИИ). Скорость этих машин позволяет программистам быстро повторять алгоритмы и анализировать большие наборы данных, особенно в таких задачах, как более быстрые большие языковые модели или применение суперкомпьютеров к климатическим моделям и прогнозированию изменения климата.
Читайте нашу главную страницу — Взгляд в будущее, Инновации, Технологии, Наука, Новые открытия, Изобретения