位於橡樹嶺國家實驗室 (ORNL) 的超級計算機 Frontier 以前所未有的規模模擬宇宙後，我們對宇宙的理解潛力發生了巨大的飛躍。
Frontier 使用稱為硬件/混合加速宇宙學代碼 (HACC) 的軟件平台作為 ExaSky 的一部分，該項目是美國能源部 (DOE) 18 億美元項目的一部分百億億次計算項目— 美國能源部支持的最大的軟件研發計劃。
在下面埃克薩斯基，科學應用程序的運行速度需要比之前的基準測試快 50 倍，但 Frontier 和 HACC 很快就超出了預期——運行速度比土星衛星泰坦的類似模擬快了近 300 倍。自第一次模擬以來，DoE/HACC 團隊花了七年時間來增強 Frontier 等百億億次超級計算機的功能。
這使得流體動力學宇宙學模擬成為可能，這是一種計算量更大的計算機模型，其中結合了宇宙膨脹和暗物質影響等原理。以前的模型僅包含重力、氣體或等離子體的測量。
億億次計算的力量
該模擬於 2024 年 11 月進行，使用了大約 9,000 個 Frontier 計算節點，全部配備了 AMD Instinct MI250X 顯卡。
邊境是第二個——並且可以達到 1.4 exaFLOPS 的功率。超級計算機的性能以每秒浮點運算次數 (FLOPS) 來衡量，其中一次浮點運算是一種數學計算。
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任何能夠超過 999 petaFLOPS (0.9 exaFLOPS) 的計算機都被稱為“百億億次”超級計算機。唯一比 Frontier 更強大的機器是— 功率可達 1.7 exaFLOPS。
除了模擬宇宙之外，Frontier 還被用於其他重要研究。 2023 年 4 月，科學家們構建了簡單云解析 E3SM 大氣模型 (SCREAM)——程式它模擬了一整年的全球氣候數據，分辨率僅為 3 公里多一點。它是有史以來計算的最複雜的氣候模型之一，現在是分析大氣、海洋和陸地之間複雜相互作用的基石，以改進天氣預報並收集有關氣候變化的更高保真度數據。
在材料方面，Frontier 讓設計師能夠為增強性能的物質設計出新的基材和幾何形狀，使其更堅固、更輕且耐腐蝕。其百萬兆級計算能力使研究人員能夠在分子尺度上模擬化學相互作用，以預測材料行為。超級計算機也已關鍵的尋找用於能源儲存、運輸、製造和核醫學的新材料。
然而，科學家們對百億億級計算如何增強能力感到特別興奮(人工智慧).這些機器的速度使程序員能夠快速迭代算法並分析大型數據集，尤其是在更快的大型語言模型或應用超級計算機對氣候模型和氣候變化預測的影響。
