ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดเป็นอันดับสองของโลก - เคยเร็วที่สุดก่อนที่เครื่องของคู่แข่งจะเปิดตัวเมื่อต้นเดือนนี้ - ได้สร้างการจำลองคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนที่สุดของจักรวาลจนถึงปัจจุบัน เป้าหมายของการจำลองนี้คือเพื่อทดสอบสิ่งที่นักวิจัยเรียกว่า "อุทกพลศาสตร์ทางจักรวาลวิทยา"
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ตัวนี้รู้จักกันในชื่อ Frontier ซึ่งอาศัยอยู่ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge และเป็นสัตว์ร้ายในอุปกรณ์ สร้างขึ้นเพื่อเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ระดับ exa ตัวแรก โดยสามารถทำงานได้ถึง 1.1 exaFLOPS ซึ่งเท่ากับ 1.1 ควินล้านล้าน (10^18 หรือ 1,100,000,000,000,000,000) การดำเนินการจุดลอยตัวต่อวินาที สร้างขึ้นจากหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ของ AMD จำนวน 9,472 หน่วย และหน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) ของ AMD จำนวน 37,888 หน่วย (นั่นคือกส่ายจำนวนทั้ง CPU และ GPU) Frontier เป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลก จนกระทั่งซูเปอร์คอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่งชื่อ El Capitan และตั้งอยู่ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Livermore แซงหน้ามันด้วย 1.742 exaFLOPS ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2567 ตามข้อมูลของเว็บไซต์เอเอ็มดี-
ทีมงานจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Argonne ของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ในรัฐอิลลินอยส์ นำโดย Salman Habib ผู้อำนวยการแผนกวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ของ Argonnes ได้ใช้ Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code (HACC) บน Frontier HACC ได้รับการพัฒนาครั้งแรกเมื่อประมาณ 15 ปีที่แล้ววิวัฒนาการของจักรวาลและโค้ดของมันถูกเขียนขึ้นเพื่อให้สามารถนำไปปรับใช้กับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในเวลาใดก็ได้
เริ่มแรกมีการใช้งาน HACC บนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ระดับ Petascale (ความสามารถ FLOPS สี่ล้านล้าน) ซึ่งมีประสิทธิภาพน้อยกว่า Frontier และ El Capitan ตัวอย่างเช่น โครงการหนึ่งของทีม Argonne คือการใช้ HACC เพื่อสร้างแบบจำลองจักรวาลวิทยาที่แตกต่างกันสามแบบบนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Summit ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ระดับ petascale ที่เร็วที่สุดในโลกระหว่างเดือนพฤศจิกายน 2018 ถึงมิถุนายน 2020 การจำลองทั้งสามนี้ตั้งชื่อตามดาวเคราะห์จากสตาร์เทร็คจักรวาล: การจำลอง Qo'nos (ตั้งชื่อตามโฮมเวิร์ลดของคลิงออน) สร้างแบบจำลองจักรวาลโดยใช้แบบจำลองมาตรฐานของจักรวาลวิทยา (ซึ่งเกี่ยวข้องกับการคำนวณเกี่ยวกับทั้งสองอย่างและเย็น- การจำลองวัลแคนรวมไปถึงขนาดใหญ่นิวตริโนและการจำลอง Ferenginar (ตั้งชื่อตามโฮมเวิร์ลดของ Ferengi) ได้สำรวจจักรวาลที่พลังงานมืดไม่คงที่ แต่เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา- ที่ผลลัพธ์จากการจำลองการประชุมสุดยอดแสดงให้เห็นว่าเมื่อพลังงานมืดแปรผันสามารถนำไปสู่การรวมตัวของกาแลคซีที่แข็งแกร่งขึ้นในเอกภพยุคแรกเริ่ม ซึ่งเป็นสิ่งที่นักดาราศาสตร์อาจมองหาในระดับสูงกะแดงการสำรวจกาแลคซี หมายถึง การสำรวจกาแลคซีที่มองเข้าไปในกระเปาะของจักรวาลอันห่างไกลแสนไกล
ในหลาย ๆ ด้าน การจำลองผลลัพธ์ที่ได้นั้นมีขนาดใหญ่และมีรายละเอียดพอ ๆ กับการสำรวจทางดาราศาสตร์เชิงลึกที่สำคัญ ๆ เช่นหรือการสำรวจที่กำลังจะมีขึ้นที่จะดำเนินการโดย-
อย่างไรก็ตาม การจำลองการประชุมสุดยอดนั้นเป็นการจำลองแบบ "แรงโน้มถ่วงเท่านั้น" หรือที่เรียกกันว่าการจำลองไม่ทรงพลังพอที่จะรวมแรงหรือเอฟเฟกต์อื่นๆ เข้าไปด้วย
“ถ้าเราจำลองเอกภพก้อนใหญ่ที่สำรวจโดยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ตัวหนึ่ง เช่น หอดูดาวรูบินในชิลี คุณกำลังพูดถึงการมองดูก้อนเวลาอันมหาศาล ซึ่งเป็นการขยายตัวหลายพันล้านปี” ฮาบิบกล่าวคำแถลง- "จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ เราไม่สามารถจินตนาการได้เลยว่าจะทำการจำลองขนาดใหญ่เช่นนี้ เว้นแต่ในการประมาณค่าตามแรงโน้มถ่วงเท่านั้น"
ที่เกี่ยวข้อง:การจำลองจักรวาลด้วยคอมพิวเตอร์ครั้งใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมาทำให้เกิดภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกเกี่ยวกับจักรวาลวิทยา
จำเป็นต้องมีการจำลองที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อรวมแรงและเอฟเฟกต์อื่นๆ นอกเหนือจากแรงโน้มถ่วง และนั่นคือจุดที่ Frontier ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากโครงการกระทรวงพลังงานมูลค่า 1.8 พันล้านดอลลาร์ที่เรียกว่า ExaSky เพื่อเป็นทุนสนับสนุนการประมวลผลในระดับ exascale
ในรุ่นมาตรฐานจักรวาลวิทยามีองค์ประกอบสำคัญอยู่ 2 ประการ ได้แก่ สสารมืดและพลังงานมืด สิ่งที่คุณและฉันสร้างขึ้นมา ซึ่งเรียกว่าสสารแบริออน มีสัดส่วนน้อยกว่า 5% ของสสารและพลังงานในจักรวาล
“ดังนั้น ถ้าเราอยากรู้ว่าจักรวาลกำลังทำอะไรอยู่ เราต้องจำลองทั้งสองสิ่งนี้ (สสารมืดและพลังงานมืด) … แรงโน้มถ่วงและฟิสิกส์อื่นๆ ทั้งหมด รวมถึงก๊าซร้อน และการก่อตัวของดาว-และกาแล็กซี" ฮาบิบกล่าว เขาเรียกมันว่า "อ่างล้างจานในครัวดาราศาสตร์ฟิสิกส์" สิ่งเหล่านี้…คือสิ่งที่เราเรียกว่าการจำลองอุทกพลศาสตร์ทางจักรวาลวิทยา"
เพื่อเตรียม HACC สำหรับการปฏิบัติการบน Frontier ข้อกำหนดของโครงการ ExaSky คือ HACC จะต้องทำงานบน Frontier เร็วกว่าอย่างน้อย 50 เท่าบน Titan ซึ่งเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกในปี 2012 เมื่อ HACC ได้รับการพัฒนาครั้งแรก ในระหว่างการวิ่งแบบแห้งบน Frontier HACC ได้ทำลายข้อกำหนดนั้นออกจากน้ำ ซึ่งพิสูจน์แล้วว่าเร็วขึ้นเกือบ 300 เท่า
บรอนสัน เมสเซอร์ ซึ่งเป็นผู้อำนวยการฝ่ายวิทยาศาสตร์ที่ Oak Ridge Leadership Computing Facility ให้เครดิต HACC ในการเพิ่ม "ความสมจริงทางกายภาพของการรวมแบริออนและฟิสิกส์ไดนามิกอื่นๆ ทั้งหมดที่ทำให้การจำลองนี้กลายเป็นทัวร์เดอบังคับที่แท้จริงสำหรับ Frontier"
การจำลองซึ่งจะเปิดให้ชุมชนดาราศาสตร์เข้าถึงได้ จะช่วยให้นักวิจัยสามารถสำรวจแบบจำลองทางจักรวาลวิทยาของพวกเขา ถามคำถามเกี่ยวกับธรรมชาติของสสารมืด ความแรงของพลังงานมืด หรือติดตามแบบจำลองแรงโน้มถ่วงทางเลือก เช่น Modified Newtonian Dynamics (มอนด์- แบบจำลองนี้สามารถนำมาเปรียบเทียบกับสิ่งที่การสำรวจทางดาราศาสตร์จริงกำลังค้นพบ เพื่อพิจารณาว่าแบบจำลองใดเหมาะสมกับการสังเกตมากที่สุด
ข้อใดทำให้เกิดคำถามเชิงปรัชญาที่น่าสนใจข้อหนึ่ง: หากพลังการคำนวณยังคงเพิ่มขึ้น การจำลองจักรวาลของเราจะมีรายละเอียดและความแม่นยำมากขึ้นในแบบคู่ขนาน แต่มันจะจบลงที่ตรงไหน?
นักคิดทางวิทยาศาสตร์บางคนแนะนำว่าพวกเราเองอาจแนะนำสิ่งนี้อาศัยอยู่ในสถานการณ์จำลองบางทีอาจเป็นผลจากความพยายามของคนอื่นในการสร้างแบบจำลองความเป็นจริง และถ้าเราสร้างสถานการณ์จำลองในขณะที่อยู่ในสถานการณ์จำลอง บางทีมันอาจจะเป็นเต่าลงไปเลยก็ได้
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดเป็นอันดับสองของโลก ซึ่งเคยเร็วที่สุดก่อนที่เครื่องของคู่แข่งจะเปิดตัวเมื่อต้นเดือนนี้ ได้สร้างการจำลองคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนที่สุดในจักรวาลจนถึงปัจจุบัน เป้าหมายของการจำลองนี้คือเพื่อทดสอบสิ่งที่นักวิจัยเรียกว่า "อุทกพลศาสตร์ทางจักรวาลวิทยา"
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ตัวนี้รู้จักกันในชื่อ Frontier ซึ่งอาศัยอยู่ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge และเป็นสัตว์ร้ายในอุปกรณ์ สร้างขึ้นเพื่อเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ระดับ exa ตัวแรก โดยสามารถทำงานได้ถึง 1.1 exaFLOPS ซึ่งเท่ากับ 1.1 ควินล้านล้าน (10^18 หรือ 1,100,000,000,000,000,000) การดำเนินการจุดลอยตัวต่อวินาที สร้างขึ้นจากหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ของ AMD จำนวน 9,472 หน่วย และหน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) ของ AMD จำนวน 37,888 หน่วย (นั่นคือกส่ายจำนวนทั้ง CPU และ GPU) Frontier เป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลก จนกระทั่งซูเปอร์คอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่งชื่อ El Capitan และตั้งอยู่ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Livermore แซงหน้ามันด้วย 1.742 exaFLOPS ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2567 ตามข้อมูลของเว็บไซต์เอเอ็มดี-
ทีมงานจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Argonne ของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ในรัฐอิลลินอยส์ นำโดย Salman Habib ผู้อำนวยการแผนกวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ของ Argonnes ได้ใช้ Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code (HACC) บน Frontier HACC พัฒนาขึ้นครั้งแรกเมื่อประมาณ 15 ปีที่แล้วโดยจำลองวิวัฒนาการของจักรวาล และโค้ดของมันถูกเขียนขึ้นเพื่อให้สามารถนำไปปรับใช้กับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในเวลาใดก็ได้
โพสต์ครั้งแรกเมื่อสเปซดอทคอม-
