Calea Lactee va fi reprodusă într-o simulare pe calculator

Puterea de calcul disponibila astăzi și pe care o folosim pentru a genera modele ajută la dezvoltarea mult mai rapidă de soluții – de exemplu cazul cercetării serurilor pentru vaccinuri sau a tehnologiilor de orice fel. Avem parte de noi dispozitive și programe de calcul ce conferă performanțe neimaginate până în trecutul apropiat. Curând primul loc în clasamentul „super-calculatoarelor” va fi ocupat de „Frontier”, ce are ca dată de apariție noiembrie, 2021. În prezent, locul întâi în clasamentul menționat este adjudecat de „Fugakul”, un computer cu origini japoneze, construit pe tehnologie Fujitsu.

„Construcția și misiunea frontierei”

Frontier este un computer ale cărui origini sunt americane, iar baza acestuia va fi clădită pe combinarea a două acceleratoare AMD EPYC și AMD Instinct MI100, conferându-i o putere de procesare ce depășește bariera exaflops. Frontier le va permite specialiștilor să simuleze schimbările într-o galaxie asemănătoare Căii Lactee, la o rezoluție suficient de mare pentru a conferi răspunsuri proceselor de formare, evoluție și moarte a stelelor individuale. Oamenii de știință estimează că în Calea Lactee se situează în jur 100-400 de miliarde de stele și peste 100 de miliarde de planete. Va fi o cantitate extrem de mare de informație pe care Frontier o va procesa. Astfel, vor fi înțelese mult mai în detaliu schimbările survenite într-o galaxie, iar procesul propriu-zis va consta în „modelarea” a 10.000 de celule cubice, transformate în decursul a 500 de milioane de ani.

Specialiștii de la Laboratorul Național de Frontieră Oak Ridge (ORNL) au dezvoltat un program versatil pentru noul „super calculator”, numit CHOLLA sau mai bine zis „Hidrodinamica Computațională pe Arhitectură Paralelă”. Evan Schneider (profesor asistent de fizică și astronomie la Universitatea din Pittsburgh a declarat: „Accesul la o tehnologie eficientă și performantă este ca un comutator de jocuri pentru diferitele probleme pe care le putem simula.”

Programul CHOLLA a fost, inițial, dezvoltat pentru platforma NVIDIA CUDA, dar portarea către platforma open-source AMD ROCm s-a dovedit foarte eficientă. Conform unuia dintre omenii de știință de la Oak Ridge Laboratory, procesul de portare a fost realizat în câteva ore (extrem de rapid pentru un program care va simula viața unei întregi galaxii). De asemenea, performanța CHOLLA a fost îmbunătățită de 1,4x față de versiunea precedentă.

Xiaomi Smart Band 9 Pro și Band 9 Active, disponibile în România

De menționat este faptul că fiecare segment al noului sistem va suporta până la 64 de module de calcul cu două plăci care înglobează la rându-i două procesoare AMD EPYC. În completarea sistemului, vor fi prezente acceleratoarele AMD Instinct MI100, iar Cray Slinghsot va fi utilizat ca interconectare.

Răspunsuri pentru provocări contemporane

Așadar, pe lângă simularea complexă privind viața unei galaxii, „super calculatorul” se va ocupa și de provocarile relevante pentru umanitate, precum:

• Simulări care vor facilita în viitor realizarea unor instrumente mai eficiente pentru terapia medicală (inclusiv cancerul) prin intermediul utilizării fasciculelor de particule de mare energie;
• Stimularea sistemelor biomoleculare, esențiale în combaterea virușilor și crearea de noi vaccinuri;
• Analizarea fluxurilor turbulente, necesară pentru a înțelege domenii ca ingineria (distribuția poluanților, combustia) și astrofizica;
• Calcule pentru sisteme complexe de particule aflate la scară nanomatică, importante în studiul fuziunii nucleare;
• Variabilitatea sistemelor biologice complexe raportate la o gamă variată de timp, ce va permite înțelegerea bolilor transmise genetic.