Geçtiğimiz ay, bir araştırma ekibi, o zamanlar dünyanın en hızlı süper bilgisayarını oldukça büyük bir ikilem üzerinde çalışmaya koymuştu: Evrenin atomik ve karanlık maddesinin doğası.
Süper bilgisayara Frontier adı veriliyor; Yakın zamanda bir araştırmacı ekibi bunu evrenin şimdiye kadarki en büyük astrofiziksel simülasyonunu yürütmek için kullandı. Süper bilgisayarın simülasyon boyutu, şu ana kadar mümkün olmayan büyük teleskop gözlemevleri tarafından yapılan araştırmalara karşılık geliyor. Simülasyonları destekleyen hesaplamalar, gördüğümüz her şeyden, yalnızca sıradan maddeyle çekimsel olarak etkileşime giren görünmez maddelere kadar, evrenin madde içeriğinin kozmolojik simülasyonları için yeni bir temel sağlıyor.
Frontier süper bilgisayarı tam olarak neyi hesapladı?
Frontier, saniyede kentilyon (bir milyar milyar) hesaplama yürütme kapasitesine sahip, exascale sınıfı bir süper bilgisayardır. Başka bir deyişle, hem bilinen hem de bilinmeyen evrenin fiziğini ve evrimini simüle eden büyük bir girişime layık, güçlü bir makine.
Salman Habib, “Evrenin neyin peşinde olduğunu bilmek istiyorsak, her ikisini de simüle etmemiz gerekiyor: yerçekiminin yanı sıra sıcak gaz dahil tüm diğer fizikleri ve yıldızların, kara deliklerin ve galaksilerin oluşumunu” simüle etmemiz gerekiyor, dedi. Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndaki Argonne Ulusal Laboratuvarı’nda hesaplamalı bilimler bölüm müdürü serbest bırakmak. “Astrofiziksel ‘mutfak lavabosu’ tabiri caizse.”
Hakkında bildiğimiz maddeler (kara deliklerden moleküler bulutlara, gezegenler ve aylara kadar görebildiğimiz şeyler) evrenin içeriğinin yalnızca %5’ini oluşturur. CERN’e göre. Evrenin daha büyük bir parçası, yalnızca görünür (veya atomik) madde üzerindeki çekimsel etkilerden anlaşılmaktadır. Bu görünmez parçaya karanlık madde adı veriliyor; bu, yaklaşık olarak bundan sorumlu olabilecek bir dizi parçacık ve nesne için kullanılan genel bir terim. Evrenin %27’si. Evrenin yapısının geri kalan %68’i, evrenin artan genişleme hızından sorumlu olan karanlık enerjiye atfedilmektedir.
Frontier evren anlayışımızı nasıl değiştiriyor?
Habib, “Şili’deki Rubin Gözlemevi gibi büyük teleskoplardan biri tarafından incelenen evrenin büyük bir bölümünü simüle edecek olsaydık, milyarlarca yıllık genişlemeden oluşan devasa zaman dilimlerine bakmaktan bahsediyor olurdunuz” dedi. “Yakın zamana kadar, yalnızca yerçekimi yaklaşımı dışında bu kadar büyük bir simülasyon yapmayı hayal bile edemiyorduk.”
Üstteki grafikte, soldaki resim, bir galaksi kümesi içeren bir bölgede genişleyen evrenin milyarlarca yıl içindeki evrimini gösterirken, sağdaki resim, o görüntünün bir bölümünde galaksilerin zaman içindeki oluşumunu ve hareketini göstermektedir.
Oak Ridge Leadership Computing Facility’nin bilim direktörü Bronson Messer bir laboratuvarda şunları söyledi: “Önemli hesaplamanın mümkün kıldığı modern araştırma gözlemleriyle doğrudan karşılaştırma yapmak için gerekli olan yalnızca fiziksel alanın büyüklüğü değildir.” serbest bırakmak. “Bu simülasyonu Frontier için gerçek bir güç gösterisi haline getiren şey, aynı zamanda baryonların ve diğer tüm dinamik fiziğin dahil edilmesinin getirdiği ilave fiziksel gerçekçiliktir.”
Frontier artık dünyanın en hızlı süper bilgisayarı değil
Frontier, Enerji Bakanlığı tarafından kullanılan birkaç exascale süper bilgisayardan biridir ve oluşur 9.400’den fazla CPU ve 37.000’den fazla GPU. Son simülasyonlar Argonne araştırmacıları tarafından yürütülse de, Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’nda bulunuyor.
Frontier sonuçları, süper bilgisayarın kodu olan Donanım/Hibrit Hızlandırılmış Kozmoloji Kodu (veya HACC) sayesinde mümkün oldu. On beş yıllık kod, DOE’nin sekiz yıllık 1,8 milyar dolarlık anlaşmasının bir parçası olarak güncellendi. Exascale Bilgi İşlem Projesibu yıl sonuçlandı.
Simülasyonların sonuçları, Frontier’ın hâlâ dünyanın en hızlı süper bilgisayarı olduğu geçen ay açıklandı. Ancak kısa bir süre sonra Frontier, dünyanın en hızlısı olarak El Capitan süper bilgisayarının gölgesinde kaldı. Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’na göre El Capitan’ın saniyede 1,742 kentilyon hesaplama yaptığı ve saniyede 2,79 kentilyon hesaplamanın toplam zirve performansıyla doğrulandığı belirtiliyor. serbest bırakmak.
