Le potentiel de notre compréhension de l’univers a fait un saut géant après Frontier, un supercalculateur basé au Oak Ridge National Laboratory (ORNL), a créé une simulation de l’univers à une échelle jamais réalisée auparavant.
Frontier a utilisé une plate-forme logicielle appelée Code de cosmologie accélérée (HACC) du matériel / hybride dans le cadre d’Exasky, un projet qui faisait partie du US Department of Energy (DOE) 1,8 milliard de dollars Projet informatique exascale – La plus grande initiative de R&D logicielle soutenue par le DOE.
Sous Exastileles applications scientifiques devaient courir jusqu’à 50 fois plus vite que les repères précédents, mais Frontier et HACC ont rapidement couru avant les attentes – fonctionnant près de 300 fois plus vite que des simulations similaires de la lune du Titan de Saturne. L’équipe DOE / HACC avait passé sept ans depuis la première simulation pour améliorer les capacités des superordinateurs Exascale comme Frontier.
Cela a permis des simulations de cosmologie hydrodynamique, un modèle informatique beaucoup plus intensif en calcul qui intègre des principes comme l’expansion de l’univers et l’influence de la matière noire. Les modèles précédents ne comprenaient que des mesures de gravité, de gaz ou de plasma.
La puissance de l’informatique exascale
La simulation, qui a été réalisée en novembre 2024, a utilisé environ 9 000 des nœuds informatiques de Frontier, tous équipés de cartes graphiques AMD Instinct Mi250X.
La frontière est la seconde-Supercalculateur le plus rapide du monde et peut frapper 1,4 exaflops de puissance. Les performances des superordinateurs sont mesurées en opérations à virgule flottante par seconde (flops) – où une opération à virgule flottante est un calcul mathématique.
Tout ce qui est capable de plus de 999 Petaflops (0,9 exaflops) est appelé supercalculateur « exascale ». La seule autre machine plus puissante que Frontier est El Capitan – qui peut atteindre 1,7 exaflops de puissance.
Au-delà de la simulation de l’univers, la frontière a été utilisée dans d’autres recherches cruciales. En avril 2023, les scientifiques ont construit le modèle d’atmosphère E3SM résolvant simple (Scream) – A programme Cela a simulé une année entière de données climatiques mondiales à une résolution d’un peu plus de 3 km. L’un des modèles climatiques les plus complexes jamais calculés, c’est maintenant une pierre angulaire dans l’analyse des interactions complexes entre l’atmosphère, les océans et les terres pour améliorer les prévisions météorologiques et recueillir des données de fidélité plus élevées sur le changement climatique.
Dans les matériaux, Frontier a permis aux concepteurs de proposer de nouveaux substrats et géométries pour des substances de propriété améliorées, ce qui les rend plus fortes, plus légères et résistantes à la corrosion. Ses capacités de calcul exascale ont permis aux chercheurs de modéliser l’interaction chimique à l’échelle moléculaire pour prédire le comportement matériel. Le supercalculateur a également été pivot Pour trouver de nouveaux matériaux pour le stockage d’énergie, le transport, la fabrication et la médecine nucléaire.
Cependant, les scientifiques sont particulièrement enthousiasmés par la façon dont l’informatique exascale peut suralimenter intelligence artificielle (Ai). La vitesse de ces machines permet aux programmeurs d’itérer les algorithmes et d’analyser rapidement de grands ensembles de données, en particulier dans des tâches comme des modèles de langage plus rapide ou le application des supercalculateurs aux modèles climatiques et de la prédiction du changement climatique.
