Superkomputer tercepat kedua di dunia (sebelumnya menjadi yang tercepat sebelum mesin saingannya diluncurkan awal bulan ini) telah menciptakan simulasi komputer paling rumit alam semesta hingga saat ini. Tujuan dari simulasi ini adalah untuk menguji apa yang para peneliti gambarkan sebagai “hidrodinamika kosmologis.”
Superkomputer ini dikenal sebagai Frontier, tinggal di Laboratorium Nasional Oak Ridge, dan merupakan perangkat yang luar biasa. Dibangun untuk menjadi superkomputer exascale pertama, ia dapat melakukan hingga 1,1 exaFLOPS, yang setara dengan 1,1 triliun (10^18, atau 1,100,000,000,000,000,000) operasi floating point per detik. Itu dibuat dengan 9.472 unit pemrosesan pusat (CPU) AMD dan 37.888 unit pemrosesan grafis (GPU) AMD. (Itu a luar biasa jumlah CPU dan GPU). Frontier adalah superkomputer tercepat di dunia hingga superkomputer lain, bernama El Capitan dan berlokasi di Lawrence Livermore National Laboratory, melampauinya dengan 1,742 exaFLOPS pada November 2024, menurut data situs web AMD.
Sebuah tim di Laboratorium Nasional Argonne Departemen Energi AS di Illinois, dipimpin oleh direktur divisi ilmu komputasi Argonnes Salman Habib, menggunakan Kode Kosmologi yang Dipercepat Hibrid/Perangkat Keras (HACC) di Frontier. Pertama kali dikembangkan sekitar 15 tahun yang lalu, HACC memodelkan evolusi alam semestadan kodenya ditulis agar dapat disesuaikan dengan superkomputer tercepat apa pun pada waktu tertentu.
HACC awalnya diimplementasikan pada superkomputer skala peta (yang mampu melakukan triliunan FLOPS), yang kurang kuat dibandingkan Frontier dan El Capitan. Misalnya, salah satu proyek oleh tim Argonne melibatkan penggunaan HACC untuk memodelkan tiga kosmologi berbeda pada superkomputer Summit, komputer skala peta yang tercepat di dunia dari November 2018 hingga Juni 2020. Ketiga simulasi tersebut diberi nama berdasarkan nama planet perjalanan ke bintang-bintang alam semesta: Simulasi Qo’nos (dinamai berdasarkan dunia asal Klingon) memodelkan alam semesta menggunakan model standar kosmologi (yang melibatkan perhitungan pada keduanya energi gelap dan dingin materi gelap); Simulasi Vulcan termasuk masif neutrinodan simulasi Ferenginar (dinamai berdasarkan asal usul Ferengi) menjelajahi alam semesta di mana energi gelap tidak konstan, tetapi berubah seiring berjalannya waktu. Dia hasil Simulasi KTT menunjukkan bahwa ketika energi gelap bervariasi, hal ini dapat menyebabkan gugus galaksi yang lebih kuat di alam semesta awal, sesuatu yang dapat dicari oleh para astronom dalam resolusi tinggi.pergeseran merah Studi galaksi, yaitu studi galaksi yang menganalisis wilayah yang sangat jauh di alam semesta.
Dalam banyak hal, simulasi yang dihasilkan sama besar dan detailnya dengan survei astronomi mendalam yang besar, seperti Survei Langit Digital Sloanatau survei selanjutnya yang akan dilakukan oleh Observatorium Vera C. Rubin.
Namun, simulasi KTT tersebut merupakan simulasi “khusus gravitasi”, yang berarti simulasi tersebut tidak cukup kuat untuk menyertakan gaya atau efek lain.
“Jika kita mensimulasikan sebagian besar alam semesta yang dipelajari oleh salah satu teleskop besar seperti Observatorium Rubin di Chili, kita akan berbicara tentang pengamatan dalam porsi waktu yang sangat besar: perluasan miliaran tahun,” kata Habib dalam sebuah wawancara. penyataan. “Sampai saat ini, kami bahkan tidak dapat membayangkan melakukan simulasi sebesar ini kecuali dalam pendekatan gravitasi saja.”
Terkait: Simulasi komputer terbesar yang pernah ada tentang alam semesta memperparah dilema kosmologis
Diperlukan simulasi yang lebih kuat untuk memasukkan gaya dan efek selain gravitasi, dan di sinilah Frontier berperan, didukung oleh proyek Departemen Energi senilai $1,8 miliar yang disebut ExaSky untuk mendanai komputasi exascale.
Di dalamnya model standar Dua komponen mendominasi kosmologi: materi gelap dan energi gelap. Materi yang membentuk Anda dan saya (yang disebut materi barionik) hanya berjumlah kurang dari 5% materi dan energi alam semesta.
“Jadi jika kita ingin mengetahui apa yang dilakukan alam semesta, kita perlu melakukan simulasi terhadap keduanya [dark matter and dark energy] …gravitasi, serta semua fisika lainnya, termasuk gas panas, dan pembentukannya bintang, lubang hitam dan galaksi,” kata Habib. Ia menyebutnya sebagai “wastafel dapur astrofisika.” Inilah… yang kita sebut sebagai simulasi hidrodinamika kosmologis.”
Untuk mempersiapkan HACC beroperasi di Frontier, persyaratan proyek ExaSky adalah HACC harus berjalan setidaknya 50 kali lebih cepat di Frontier daripada di Titan, yang merupakan superkomputer tercepat di dunia pada tahun 2012 ketika HACC pertama kali dikembangkan. Selama pengujiannya di Frontier, HACC melampaui persyaratan tersebut dan terbukti hampir 300 kali lebih cepat.
Bronson Messer, direktur sains di Oak Ridge Leadership Computing Facility, memuji HACC karena menambahkan “realisme fisik yang mencakup baryon dan semua fisika dinamis lainnya yang menjadikan simulasi ini sebagai tur de force sejati bagi Frontier.”
Simulasi yang akan tersedia bagi komunitas astronomi ini akan memungkinkan para peneliti untuk mengeksplorasi model kosmologis mereka, mengajukan pertanyaan tentang sifat materi gelap, kekuatan energi gelap, atau mencari model gravitasi alternatif seperti dinamika Newton yang dimodifikasi (SENIN). Simulasi tersebut kemudian dapat dibandingkan dengan apa yang ditemukan oleh studi astronomi sebenarnya, untuk menentukan model mana yang paling sesuai dengan pengamatan.
Semua ini menimbulkan pertanyaan filosofis yang menarik: jika daya komputasi terus meningkat, simulasi kita terhadap alam semesta akan menjadi lebih detail dan akurat secara paralel, namun di manakah hal ini berakhir?
Beberapa pemikir ilmiah berpendapat bahwa kita sendiri bisa melakukannya hidup dalam simulasimungkin sebagai produk upaya orang lain untuk memodelkan realitas. Dan jika kita membuat simulasi saat kita sedang berada di dalam simulasi, mungkin saja simulasi tersebut memang penyu.
Superkomputer tercepat kedua di dunia (sebelumnya merupakan yang tercepat, sebelum mesin saingannya online awal bulan ini) telah menciptakan simulasi komputer paling rumit di alam semesta hingga saat ini. Tujuan dari simulasi ini adalah untuk menguji apa yang para peneliti gambarkan sebagai “hidrodinamika kosmologis.”
Superkomputer ini dikenal sebagai Frontier, tinggal di Laboratorium Nasional Oak Ridge, dan merupakan perangkat yang luar biasa. Dibangun untuk menjadi superkomputer exascale pertama, ia dapat melakukan hingga 1,1 exaFLOPS, yang setara dengan 1,1 triliun (10^18, atau 1,100,000,000,000,000,000) operasi floating point per detik. Itu dibuat dengan 9.472 unit pemrosesan pusat (CPU) AMD dan 37.888 unit pemrosesan grafis (GPU) AMD. (Itu adalah luar biasa jumlah CPU dan GPU). Frontier adalah superkomputer tercepat di dunia hingga superkomputer lain, bernama El Capitan dan berlokasi di Lawrence Livermore National Laboratory, melampauinya dengan 1,742 exaFLOPS pada November 2024, menurut data situs web AMD.
Sebuah tim di Laboratorium Nasional Argonne Departemen Energi AS di Illinois, dipimpin oleh direktur divisi ilmu komputasi Argonnes Salman Habib, menggunakan Kode Kosmologi yang Dipercepat Hibrid/Perangkat Keras (HACC) di Frontier. Pertama kali dikembangkan sekitar 15 tahun yang lalu, HACC memodelkan evolusi alam semesta dan kodenya ditulis sehingga dapat disesuaikan dengan superkomputer tercepat pada waktu tertentu.
Awalnya diterbitkan di luar angkasa.com.