Le deuxième supercalculateur le plus rapide du monde – il était le plus rapide avant que son rival ne soit mis en service plus tôt ce mois-ci – a créé la simulation informatique la plus complexe de l’univers à ce jour. Le but de cette simulation est de tester ce que les chercheurs décrivent comme « l’hydrodynamique cosmologique ».
Le supercalculateur est connu sous le nom de Frontier, vit au laboratoire national d’Oak Ridge – et est une bête d’appareil. Construit pour être le premier supercalculateur exascale, il peut effectuer jusqu’à 1,1 exaFLOPS, ce qui équivaut à 1,1 quintillion (10^18, ou 1 100 000 000 000 000 000) d’opérations à virgule flottante par seconde. Il est composé de 9 472 unités centrales de traitement (CPU) AMD et de 37 888 unités de traitement graphique (GPU) AMD. (C’est un échelonnement quantité de CPU et de GPU). Frontier était le supercalculateur le plus rapide du monde jusqu’à ce qu’un autre supercalculateur, nommé El Capitan et situé au Lawrence Livermore National Laboratory, le dépasse avec 1 742 exaFLOPS en novembre 2024, selon le Site Web d’AMD.
Une équipe du laboratoire national Argonne du ministère américain de l’Énergie dans l’Illinois, dirigée par Salman Habib, directeur de la division Argonnes pour la science informatique, a utilisé son code de cosmologie accélérée matérielle/hybride (HACC) sur Frontier. Développé pour la première fois il y a environ 15 ans, HACC modélise le évolution de l’universet son code a été écrit de manière à pouvoir être adapté à tout moment, quel que soit le supercalculateur le plus rapide.
HACC a été initialement déployé sur des supercalculateurs pétaflopiques (capables de quadrillions de FLOPS), moins puissants que Frontier et El Capitan. Par exemple, l’un des projets de l’équipe d’Argonne consistait à utiliser HACC pour modéliser trois cosmologies différentes sur le supercalculateur Summit, un ordinateur pétaflopique le plus rapide au monde entre novembre 2018 et juin 2020. Les trois simulations ont été nommées d’après des planètes du monde. Star Trek univers : la simulation Qo’nos (du nom du monde natal des Klingons) a modélisé l’univers en utilisant le modèle standard de la cosmologie (qui implique des calculs sur les deux énergie sombre et froid matière noire); la simulation Vulcan incluait des neutrinoset la simulation Ferenginar (du nom du monde natal des Ferengis) a exploré un univers où l’énergie noire n’était pas constante, mais changé avec le temps. Le résultats Les simulations du Sommet ont montré que lorsque l’énergie sombre varie, cela peut conduire à un regroupement plus important de galaxies dans l’univers primitif – ce que les astronomes pourraient rechercher en haute résolution.décalage vers le rouge enquêtes de galaxies, c’est-à-dire des études de galaxies qui examinent des poches de l’univers extrêmement lointain.
À bien des égards, les simulations qui en résultent sont aussi vastes et détaillées qu’une étude astronomique profonde majeure, telle que Enquête sur le ciel numérique de Sloanou les prochaines enquêtes qui seront menées par le Observatoire Vera C. Rubin.
Cependant, les simulations du Sommet étaient des simulations « gravitationnelles uniquement », c’est-à-dire qu’elles n’étaient pas assez puissantes pour inclure d’autres forces ou effets.
« Si nous devions simuler une grande partie de l’univers étudiée par l’un des grands télescopes tels que l’Observatoire Rubin au Chili, nous parlerions d’énormes périodes de temps – des milliards d’années d’expansion », a déclaré Habib dans un article. déclaration. « Jusqu’à récemment, nous ne pouvions même pas imaginer faire une si grande simulation comme celle-là, sauf dans l’approximation gravitationnelle uniquement. »
Des simulations plus puissantes pour inclure d’autres forces et effets que la gravité étaient nécessaires, et c’est là qu’intervient Frontier, soutenu par un projet du ministère de l’Énergie de 1,8 milliard de dollars appelé ExaSky pour financer le calcul exascale.
Dans le modèle standard En cosmologie, deux composantes dominent : la matière noire et l’énergie noire. La matière dont vous et moi sommes constitués – ce qu’on appelle la matière baryonique – représente moins de 5 % de la matière et de l’énergie de l’univers.
« Donc, si nous voulons savoir ce que fait l’univers, nous devons simuler ces deux choses (la matière noire et l’énergie noire)… la gravité ainsi que toutes les autres physiques, y compris les gaz chauds et la formation de étoiles, trous noirs et les galaxies », a déclaré Habib. Il l’appelle « l’évier de la cuisine astrophysique, pour ainsi dire ». Ce sont ce que nous appelons des simulations hydrodynamiques cosmologiques.
Afin de préparer HACC à fonctionner sur Frontier, les exigences du projet ExaSky étaient que HACC devait fonctionner au moins 50 fois plus vite sur Frontier que sur Titan, qui était le supercalculateur le plus rapide du monde en 2012, lorsque HACC était initialement développé. Au cours de son essai à sec sur Frontier, HACC a fait exploser cette exigence, se révélant être près de 300 fois plus rapide.
Bronson Messer, directeur scientifique de l’Oak Ridge Leadership Computing Facility, attribue au HACC l’ajout du « réalisme physique de l’inclusion des baryons et de toutes les autres physiques dynamiques qui fait de cette simulation un véritable tour de force pour Frontier ».
Les simulations, qui seront rendues accessibles à la communauté astronomique, permettront aux chercheurs d’explorer leurs modèles cosmologiques, en posant des questions sur la nature de la matière noire, la force de l’énergie noire, ou en poursuivant des modèles alternatifs de gravité tels que la dynamique newtonienne modifiée (LUNDI). Les simulations peuvent ensuite être comparées à ce que révèlent de véritables études astronomiques, afin de déterminer quel modèle correspond le mieux aux observations.
Tout cela soulève une question philosophique fascinante : si la puissance de calcul continue d’augmenter, nos simulations de l’univers deviendront en parallèle plus détaillées et plus précises, mais où s’arrêtera-t-elle ?
Certains penseurs scientifiques ont suggéré que nous pourrions nous-mêmes vivre dans une simulationpeut-être comme le produit de la tentative de quelqu’un d’autre de modéliser la réalité. Et si nous créons des simulations tout en étant à l’intérieur d’une simulation, alors peut-être qu’il s’agit vraiment de tortues jusqu’en bas.
Le deuxième supercalculateur le plus rapide du monde – il était le plus rapide avant que son rival ne soit mis en service plus tôt ce mois-ci – a créé la simulation informatique la plus complexe de l’univers à ce jour. Le but de cette simulation est de tester ce que les chercheurs décrivent comme « l’hydrodynamique cosmologique ».
Le supercalculateur est connu sous le nom de Frontier, vit au laboratoire national d’Oak Ridge – et est une bête d’appareil. Conçu pour être le premier supercalculateur exascale, il peut effectuer jusqu’à 1,1 exaFLOPS, ce qui équivaut à 1,1 quintillion (10^18, ou 1 100 000 000 000 000 000) d’opérations à virgule flottante par seconde. Il est composé de 9 472 unités centrales de traitement (CPU) AMD et de 37 888 unités de traitement graphique (GPU) AMD. (C’est un échelonnement quantité de CPU et de GPU). Frontier était le supercalculateur le plus rapide du monde jusqu’à ce qu’un autre supercalculateur, nommé El Capitan et situé au Lawrence Livermore National Laboratory, le dépasse avec 1 742 exaFLOPS en novembre 2024, selon le Site Web d’AMD.
Une équipe du laboratoire national Argonne du ministère américain de l’Énergie dans l’Illinois, dirigée par Salman Habib, directeur de la division Argonnes pour la science informatique, a utilisé son code de cosmologie accélérée matérielle/hybride (HACC) sur Frontier. Développé pour la première fois il y a environ 15 ans, HACC modélise l’évolution de l’univers et son code a été écrit de manière à pouvoir être adapté à tout moment, quel que soit le supercalculateur le plus rapide.
Initialement publié sur Espace.com.
