Это – вселенная, которую Салман Хабиб пробует вернуть, структурировать структурой, применяя правильные наблюдения из обзоров телескопа, объединенных с способами анализа данных и моделирования нового поколения, на данный момент являющимися запущенным для вычисления exascale.«Мы моделируем все процессы в структуре и формирование вселенной. Это похоже на решение большой тайной физики», сообщил Хабиб, вычислительный учёный и главный физик с Высокими подразделениями Энергетики и Математики и Информатики Национальной лаборатории Аргонна американского Министерства энергетики (DOE).Хабиб ведет «Вычисление Неба в Чрезвычайных Весах» проект либо «ExaSky», один из первых проектов, финансируемых сравнительно не так давно установленным Exascale Computing Project (ECP), совместным упрочнением между Офисом САМКИ Науки и ее Национальным управлением ядерной безопасности.
От определения начальной обстоятельства исконных колебаний к измерению суммы всех весов нейтрино научные цели этого проекта воображают подробный список самых громадных вопросов, проблем и тайн, на данный момент путающих космологов.Имеется вопрос чёрной энергии, потенциальная обстоятельство ускоренного расширения вселенной, названной инфляцией.
Второй вопрос – распределение и природа чёрной материи во вселенной.Это огромные вопросы, каковые требуют одинаково экспансивную вычислительную мощность, дабы ответить. ECP подготавливает научные кодексы для exascale совокупностей, новых рабочих лошадей вычислительной и громадной науки данных.
Начатый, дабы стимулировать развитие «exascale экосистема» ультрасовременной, высокоэффективной архитектуры, структур и кодексов, ECP разрешит исследователям заниматься данными и в вычислительном отношении интенсивными проблемами, такими как моделирования ExaSky известной вселенной.В дополнение к величине их вычислительных требований проекты ECP отобраны на базе того, встречают ли они определенные стратегические области, в пределах от экономической безопасности и энергии к здравоохранению и научному открытию.
«Изучение Салмана, само собой разумеется, наблюдает на серьёзные и фундаментальные научные вопросы, но оно владеет социальными преимуществами, кроме этого», сообщил Пол Мессина, Аргонн Выдающийся Товарищ. «Люди склонны задаваться вопросом, куда они случились из, да и то любопытство весьма глубоко».HACC’ing ночное небоДля Хабиба ECP представляет собой двойную проблему – как Вы проводите ультрасовременную науку на ультрасовременных автомобилях?
Поперечная дивизионная команда Аргонна трудилась над наукой через долгое упрочнение в Argonne Leadership Computing Facility (ALCF), Офисе САМКИ Научного Пользовательского Средства. Команда руководит космологическими моделированиями для широкомасштабных обзоров неба 10-petaflop высокоэффективного компьютера средства, Миры.
Моделирования созданы, дабы трудиться с данные наблюдений, собранными от специальных телескопов обзора, как грядущий Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) и Large Synoptic Survey Telescope (LSST).Взор телескопов обзора на намного более большие области неба – до половины неба, в любом пункте – чем делает Космический телескоп Хабблa, к примеру, что сосредотачивается больше на отдельных объектах. в один раз ночью концентрируясь на одном участке, следующей ночью второй, инструменты обзора систематически исследуют небо, дабы создать картографический отчет космоса, потому, что Хабиб обрисовывает его.Трудясь в сотрудничестве с Национальными лабораториями Лос-Аламоса и Лоуренса Беркли, команда Аргонна подготавливает себя, дабы картировать другую часть курса.
Их главный кодекс, что Хабиб помог создать, уже среди самых стремительных научных производственных кодексов в применении. Названный HACC (Аппаратные средства/Гибрид Ускоренный Кодекс Космологии), эта основанная на частице структура космологии поддерживает разнообразие алгоритмов и программирования моделей.
Неповторимый среди кодексов, применяемых в другом exascale вычислительные проекты, это может трудиться на архитектуре прототипа и всём токе, от главного чипа X86, применяемого в большинстве домашних PC, к единицам обработки графики, к новейшему чипу рыцарей Landing, отысканному в Тете, последней супервычислительной совокупности ALCF.Столь прочный, как кодекс уже, команда HACC развивает его потом, додавая значительно новые возможности, такие как связанные модели и гидродинамика подсетки.«В то время, когда Вы руководите большими моделированиями вселенной, Вы не имеете возможность вероятно сделать всего, по причине того, что она просто через чур детализирована», растолковал Хабиб. «К примеру, в случае если мы управляем моделированием, где у нас практически имеется десятки к сотням миллиардов галактик, мы не можем следовать за каждой галактикой в полных подробностях.
Так, мы придумываем приблизительные подходы, именуемые моделями подсетки».Кроме того с этими его успехами и улучшениями, кодекс HACC все еще обязан будет расширить память и свою работу, дабы быть в состоянии трудиться в exascale структуре. В дополнение к HACC проект ExaSky применяет адаптивный кодекс обработки петли Nyx, развитый в Лоуренсе Беркли. HACC и дополнение Nyx друг друга с разными областями специализации.
Совместные действия между этими двумя – ответственный элемент подхода команды ExaSky.Космологический подход моделирования, что объединяет многократные подходы, разрешает диагностику тяжёлых к твердости космологических процессов, включающих гравитационную эволюцию, астрофизические эффекты и газовую динамику в высоких динамических диапазонах. Новые вычислительные способы как машинное обучение окажут помощь ученым к скоро и систематически признавать особенности и в наблюдательных данных и в информации о моделировании, каковые воображают неповторимые события.
Триллион частиц светаРабота, произведенная под ECP, будет помогать нескольким целям, извлекая пользу и будущему космологического моделирования и формированию успешных exascale платформ.На финише моделирования компьютер может произвести большое количество вселенных с разными параметрами, разрешив исследователям сравнить их модели с наблюдениями, дабы выяснить, какие конкретно модели соответствуют данным самый совершенно верно.
Альтернативно, модели смогут сделать предсказания для наблюдений все же, дабы быть сделанными.Модели также будут создать очень реалистические картины неба, которое принципиально важно, планируя громадные наблюдательные кампании, такие как те DESI и LSST.«Перед тем как Вы израсходуете деньги, дабы выстроить телескоп, принципиально важно кроме этого произвести очень хорошие моделируемые эти так, дабы люди имели возможность оптимизировать наблюдательные кампании, дабы совладать с их проблемами данных», сообщил Хабиб.
Но цена реализма дорогая. Моделирования смогут расположиться в триллионе сферы частицы и произвести пара петабайтов – квадрильоны байтов – данных в единственном пробеге. Потому, что exascale делается распространенным, эти моделирования произведут в 10 – 100 раза больше данных.
Работа, которую команда ExaSky делает, наровне с той из вторых исследовательских групп ECP, окажет помощь обратиться к этим проблемам и тем, с которыми сталкиваются разработчики и производители компьютеров ПО, потому, что они создают последовательные, функциональные exascale платформы, дабы удовлетворить потребности широкомасштабной науки. Трудясь с их собственными кодексами по pre-exascale автомобилям, исследовательская несколько ECP может оказать помощь вести продавцов в структуре кристалла, пропускной способности ввода/вывода и требованиях к памяти и других изюминках.
«Все эти вещи смогут оказать помощь сообществу ECP оптимизировать их совокупности», отметил Хабиб. «Это – фундаментальная обстоятельство, из-за чего научные команды ECP были выбраны. Мы заберём уроки, каковые мы извлекаем имея дело с данной архитектурой назад к другой части научного сообщества и говорим, ‘Мы нашли ответ’».