11 月 27 日消息，據(jù)新華社，美國能源部阿貢國家實驗室科學家 11 月初利用橡樹嶺國家實驗室的“前沿（Frontier）”超級計算機，實現(xiàn)了迄今最大規(guī)模宇宙天體物理模擬。

這為宇宙流體力學模擬設定了新基準，也為模擬原子物質和暗物質的物理特征奠定了堅實基礎。

“宇宙中有兩個組成部分：暗物質（據(jù)目前所知，它只會與引力產生相互作用）和常規(guī)物質，或原子物質”，項目負責人、阿貢計算科學部主任 Salman Habib 表示。

“因此，如果我們想知道宇宙在做什么，我們需要模擬這兩件事：引力以及所有其他物理現(xiàn)象，包括熱氣體、恒星和黑洞的形成?！彼麑⑵浔茸魇翘祗w物理學的“廚房水槽”，“這些模擬就是我們所謂的宇宙流體動力學模擬”。

與僅涉及引力效應的膨脹宇宙模擬過程相比，宇宙流體動力學模擬在計算成本上明顯更高，并且執(zhí)行難度更大。

“例如，如果我們要模擬智利魯賓天文臺等大型望遠鏡所觀測到的大片宇宙，那么我們就要觀察數(shù)十億年的膨脹?！薄霸诖酥埃覀兩踔翢o法想象除了在僅考慮引力的近似下進行如此大規(guī)模的模擬。”

據(jù)介紹，此次模擬中使用的超算代碼稱為 HACC，是硬件 / 混合加速宇宙學代碼的縮寫。不過，它原本屬于是為 15 年前千萬億級計算機開發(fā)的代碼，后來隨著 ExaSky 框架的升級而升級，現(xiàn)在已經能夠應對百億億次級計算機的應用。

ExaSky 是 Habib 在 Exascale Computing Project (ECP) 內領導的一個特殊項目，而 ECP 則是一個從 2016 年持續(xù)到 2024 年的 18 億美元（IT之家備注：當前約 130.59 億元人民幣）的 DOE 計劃，匯集了數(shù)千名專家，旨在為每秒執(zhí)行超千萬億次或十億億次計算的超級計算機開發(fā)先進程序和軟件。

作為 ExaSky 的一部分，HACC 研究團隊在過去七年中為代碼添加了新功能，并對其進行了重新優(yōu)化，以便在基于 GPU 加速器的百億億次級機器上運行。據(jù)稱，HACC 在 Frontier 上運行時的速度幾乎是參考運行速度的 300 倍。

這項新的模擬使用了 Frontier 大約 9,000 個計算節(jié)點，并由 AMD Instinct MI250X GPU 提供支持，實現(xiàn)了破紀錄的性能?！斑@不僅僅是物理域的絕對規(guī)模，這對于與百億億次計算與現(xiàn)代觀測進行直接比較所必需的，”O(jiān)LCF 科學主任 Bronson Messer 說，“它還包括了包括重子和所有其他動態(tài)物理學的額外物理真實性，從而使得這種模擬成為 Frontier 的真正杰作?！?/p>