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美研究人员利用超级计算机模拟更细节化的宇宙

日期:2023-06-08

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 据橡树岭国家实验室2023年4月26日消息,在美国明尼阿波里斯市举行的美国物理学年会上,三组新宇宙学模拟代码被公布,预示着E级超算天体物理学新时代的来临,有望通过前所未有的大规模和高分辨率模型增进我们对宇宙的理解。三组新模拟代码具体如下:

1. HACC/CRK-HACC

HACC即硬件/混合加速宇宙学代码,是一个成熟的宇宙模拟程序,主要研究暗区的大规模结构形成,包括暗能量、暗物质、中微子和原始涨落的起源。

HACC最初起源于洛斯阿拉莫斯国家实验室的Roadrunner超级计算机,现由阿贡国家实验室负责开发,并获得美国能源部E级超算项目(ECP)的资助。目前,HACC已针对Frontier的AMD Instinct?GPU加速器进行了优化,而针对Aurora超级计算机及其英特尔GPU的优化工作正在进行中。

HACC最大的目标之一是为当前的大规模、大结构形成的探查提供探查级的模拟目录,这一目标的实现必须依赖E级超算系统未来,研究团队将在HACC中增加更多更详细的天体物理学内容,以便在体积和模拟都相同的情况下,获得更高的分辨率。

2. Cholla

Cholla最初由亚利桑那大学的一名博士在2014年开发,后续优化得到加速申请中心(CAAR)项目的支持,现已从纯流体动力学代码转变为天体物理学代码。

Cholla最终目标是能够模拟一个银河系大小的星系,并解析单个超新星爆炸问题。到目前为止,人们只能在微小星系上实现这一点,因为分辨率要足够高才能完成整个银河系星系的模拟。这需要E级超算才能完成这项工作。

3. Parthenon

Parthenon由洛斯阿拉莫斯国家实验室和汉堡天文台的研究人员开发,其核心是一种基于网格模拟的自适应网格优化代码,仅在模拟网格的特定区域中优化分辨率,从而提高计算的速度和准确性。

Parthenon在E级超算级计算天体物理学中的独特之处在于可移植性,研究人员可以在底层Kokkos框架支持的任何超级计算机上运行Parthenon。开发人员不需要为每个新平台重新部署调试其模拟代码。由Parthenon驱动的快速代码可对物理系统进行高分辨率的模拟。

信息来源:

https://www.ornl.gov/news/simulating-more-detailed-universe-frontier

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