位于橡树岭国家实验室 (ORNL) 的超级计算机 Frontier 以前所未有的规模模拟宇宙后，我们对宇宙的理解潜力发生了巨大的飞跃。
Frontier 使用称为硬件/混合加速宇宙学代码 (HACC) 的软件平台作为 ExaSky 的一部分，该项目是美国能源部 (DOE) 18 亿美元项目的一部分百亿亿次计算项目— 美国能源部支持的最大的软件研发计划。
在下面埃克萨斯基，科学应用程序的运行速度需要比之前的基准测试快 50 倍，但 Frontier 和 HACC 很快就超出了预期——运行速度比土星卫星泰坦的类似模拟快了近 300 倍。自第一次模拟以来，DoE/HACC 团队花了七年时间来增强 Frontier 等百亿亿次超级计算机的功能。
这使得流体动力学宇宙学模拟成为可能，这是一种计算量更大的计算机模型，其中结合了宇宙膨胀和暗物质影响等原理。以前的模型仅包含重力、气体或等离子体的测量。
亿亿次计算的力量
该模拟于 2024 年 11 月进行，使用了大约 9,000 个 Frontier 计算节点，全部配备了 AMD Instinct MI250X 显卡。
边境是第二个——并且可以达到 1.4 exaFLOPS 的功率。超级计算机的性能以每秒浮点运算次数 (FLOPS) 来衡量，其中一次浮点运算是一种数学计算。
有关的：
任何能够超过 999 petaFLOPS (0.9 exaFLOPS) 的计算机都被称为“百亿亿次”超级计算机。唯一比 Frontier 更强大的机器是— 功率可达 1.7 exaFLOPS。
除了模拟宇宙之外，Frontier 还被用于其他重要研究。 2023 年 4 月，科学家们构建了简单云解析 E3SM 大气模型 (SCREAM)——程序它模拟了一整年的全球气候数据，分辨率仅为 3 公里多一点。它是有史以来计算的最复杂的气候模型之一，现在是分析大气、海洋和陆地之间复杂相互作用的基石，以改进天气预报并收集有关气候变化的更高保真度数据。
在材料方面，Frontier 让设计师能够为增强性能的物质设计出新的基材和几何形状，使其更坚固、更轻且耐腐蚀。其百万兆级计算能力使研究人员能够在分子尺度上模拟化学相互作用，以预测材料行为。超级计算机也已关键的寻找用于能源储存、运输、制造和核医学的新材料。
然而，科学家们对百亿亿级计算如何增强能力感到特别兴奋（人工智能）。这些机器的速度使程序员能够快速迭代算法并分析大型数据集，尤其是在更快的大型语言模型或应用超级计算机对气候模型和气候变化预测的影响。
