Der Frontier-Supercomputer führt die größte Simulation des Universums im Exascale-Maßstab durch.
Die Schaffung einer digitalen Welt wie der Matrix bald in greifbarer Nähe? Der Frontier-Supercomputer, der bereits als der zweitschnellste der Welt gilt, hat gerade einen neuen Meilenstein erreicht, indem er die größte jemals durchgeführte astrophysikalische Simulation abgeschlossen hat und einen detaillierten Blick auf die thermische Dynamik des Universums bietet.
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Ein neues Paradigma in der kosmischen Erforschung
Diese technologische Leistung, die vom Team des Argonne National Laboratory mit dem Frontier-Supercomputer im Oak Ridge National Laboratory (ORNL) vollbracht wurde, ermöglichte die Durchführung kosmologischer hydrodynamischer Simulationen in einem Ausmaß und einer Komplexität, die noch nie zuvor erreicht wurden. Diese Simulationen enthüllten ein Universum, das noch umfangreicher und komplexer war, als frühere Modelle angenommen hatten, und bereicherten unser Verständnis des Kosmos.
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Technische und wissenschaftliche Fortschritte
Das von Salman Habib, Direktor der Informatikabteilung bei Argonne, geleitete Projekt kombiniert zwei entscheidende Komponenten des Universums: Dunkle Materie, die hauptsächlich durch Schwerkraft interagiert, und konventionelle oder atomare Materie. Dieser umfassende Ansatz ist unerlässlich, um die multidimensionale Natur des Universums vollständig zu erfassen.
Die Herausforderungen kosmologischer hydrodynamischer Simulationen
Diese Simulationen stellen eine erhebliche rechnerische Herausforderung dar und erfordern erhebliche Ressourcen und die Integration komplexer Physik, um dunkle und atomare Materie über lange Zeiträume zu simulieren. Die Auswirkungen dieser Simulationen sind weitreichend und ermöglichen direkte Vergleiche mit Beobachtungen großer Teleskope wie dem Rubin-Observatorium in Chile.
Die Schlüsselrolle des HACC-Codes
Der Code, der diesen Simulationen zugrunde liegt, ist der Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code (HACC), der ursprünglich für Maschinen auf Petaflop-Ebene entwickelt wurde und im Rahmen des ExaSky-Projekts erheblichen Aktualisierungen unterzogen wurde. Dieses Projekt, Teil des Exascale Computing Project (ECP) des Energieministeriums, brachte Tausende von Experten zusammen, um den Grundstein für Supercomputer der Exascale-Klasse zu legen.
Der Einfluss von Frontier auf die wissenschaftliche Forschung
Über seine beeindruckende Geschwindigkeit hinaus hat Frontier im vergangenen Jahr in verschiedenen Bereichen der wissenschaftlichen Forschung eine Schlüsselrolle gespielt. Auch wenn Frontier vor kurzem vom Supercomputer El Capitan der Lawrence Livermore National Laboratories an Geschwindigkeit übertroffen wurde, setzt es weiterhin Maßstäbe im Hochleistungsrechnen (HPC).
Bemerkenswerte Projekte und Innovationen
Projekte wie die Simulation von Wassermolekülen bei Raumtemperatur auf atomarer Ebene, Studien zur Metastabilität von Diamanten unter extremem Druck und Entdeckungen zur kernmagnetischen Anregung von Calcium-48 zeigen die Fähigkeiten des Supercomputers, die wissenschaftliche Forschung voranzutreiben und zu verbessern vertiefen unser Verständnis komplexer Phänomene.
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Der Artikel untersucht die große Errungenschaft des Frontier-Supercomputers, der die bisher größte Simulation des Universums durchgeführt hat und einen bedeutenden Schritt in unserer Fähigkeit darstellt, das Universum auf einem noch nie dagewesenen Niveau zu modellieren und zu verstehen. Diese Fortschritte sind nicht nur technologische Meisterleistungen, sondern auch Fenster, die uns zu unbekannten Aspekten unserer Welt öffnen und es uns ermöglichen, über neue kosmologische Theorien nachzudenken und Licht auf die Geheimnisse des Universums zu werfen.
Quelle: Oak Ridge National Laboratory
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