Potensi pemahaman kita tentang alam semesta telah mengambil lompatan raksasa ke depan setelah Frontier, superkomputer yang berbasis di Oak Ridge National Laboratory (ORNL), menciptakan simulasi alam semesta pada skala yang belum pernah tercapai sebelumnya.
Frontier menggunakan platform perangkat lunak yang disebut perangkat keras/hybrid Accelerated Cosmology Code (HACC) sebagai bagian dari Exasky, sebuah proyek yang membentuk bagian dari Departemen Energi AS (DOE) AS $ 1,8 miliar Proyek Komputasi Exascale – Inisiatif R&D perangkat lunak terbesar yang didukung oleh DOE.
Di bawah ExaskyAplikasi ilmiah diperlukan untuk berjalan hingga 50 kali lebih cepat dari tolok ukur sebelumnya, tetapi Frontier dan HACC dengan cepat berlari lebih cepat dari harapan – berjalan hampir 300 kali lebih cepat daripada simulasi serupa dari Saturnus Moon Titan. Tim DOE/HACC telah menghabiskan tujuh tahun sejak simulasi pertama meningkatkan kemampuan pada superkomputer Exascale seperti Frontier.
Ini memungkinkan untuk simulasi kosmologi hidrodinamik, model komputer yang jauh lebih intensif secara komputasi yang menggabungkan prinsip -prinsip seperti perluasan alam semesta dan pengaruh materi gelap. Model sebelumnya hanya memasukkan ukuran gravitasi, gas atau plasma.
Kekuatan komputasi exascale
Simulasi, yang dilakukan pada November 2024, menggunakan sekitar 9.000 node komputasi Frontier, semuanya dilengkapi dengan kartu grafis AMD Instinct MI250X.
Perbatasan adalah yang kedua-Superkomputer tercepat di dunia dan dapat mencapai 1,4 exaflops daya. Kinerja superkomputer diukur dalam operasi titik mengambang per detik (kegagalan)-di mana satu operasi titik mengambang adalah perhitungan matematika.
Apa pun yang mampu lebih dari 999 petaflops (0,9 exaflops) disebut sebagai superkomputer “exascale”. Satu -satunya mesin lain yang lebih kuat dari Frontier Kapten – yang dapat mencapai 1,7 exaflops daya.
Di luar mensimulasikan alam semesta, Frontier telah digunakan dalam penelitian penting lainnya. Pada bulan April 2023, para ilmuwan membangun model atmosfer E3SM yang penyelesaian awan sederhana (Scream)-a program Itu mensimulasikan satu tahun penuh data iklim global hingga resolusi lebih dari 3 km. Salah satu model iklim paling kompleks yang pernah dihitung, sekarang merupakan landasan dalam analisis interaksi kompleks antara atmosfer, lautan dan tanah untuk meningkatkan prediksi cuaca dan mengumpulkan data kesetiaan yang lebih tinggi tentang perubahan iklim.
Dalam material, Frontier telah membiarkan desainer menghasilkan substrat dan geometri baru untuk zat-zat yang ditingkatkan, membuatnya lebih kuat, lebih ringan, dan tahan korosi. Kemampuan komputasi ekskale -nya telah memungkinkan para peneliti untuk memodelkan interaksi kimia pada skala molekuler untuk memprediksi perilaku material. Superkomputer juga telah sangat penting Dalam menemukan bahan baru untuk penyimpanan energi, transportasi, manufaktur, dan kedokteran nuklir.
Namun, para ilmuwan sangat bersemangat tentang bagaimana komputasi exascale dapat menambah biaya kecerdasan buatan (Ai). Kecepatan mesin ini memungkinkan pemrogram mengulangi algoritma dan menganalisis kumpulan data besar dengan cepat, terutama dalam tugas -tugas seperti model bahasa besar yang lebih cepat atau aplikasi superkomputer untuk model iklim dan prediksi perubahan iklim.
