Calea Lactee va fi reprodusă într-o simulare pe calculator

Galaxia în care ne aflăm va fi reprodusă într-o simulare pe un supercomputer de la AMD, denumit „Frontier”, care ar putea deveni în curând cel mai puternic supercomputer din lume.

Frontier este un computer ale cărui origini sunt americane, iar baza acestuia va fi clădită pe combinarea a două acceleratoare AMD EPYC şi AMD Instinct MI100, conferându-i o putere de procesare ce depăşeşte bariera exaflops. Frontier le va permite specialiştilor să simuleze schimbările într-o galaxie asemănătoare Căii Lactee, la o rezoluţie suficient de mare pentru a conferi răspunsuri proceselor de formare, evoluţie şi moarte a stelelor individuale.

Oamenii de ştiinţă estimează că în Calea Lactee se situează în jur de 100-400 de miliarde de stele şi peste 100 de miliarde de planete. Va fi o cantitate extrem de mare de informaţie pe care Frontier o va procesa. Astfel, vor fi înţelese 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.

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

Programul CHOLLA a fost, iniţial, dezvoltat pentru platforma NVIDIA CUDA, fiind ulterior portat către platforma AMD ROC. Conform unuia dintre omenii de ştiinţă de la Oak Ridge Laboratory, procesul de portare a fost realizat în câteva ore (extrem de rapid pentru un program care va simula viaţa unei întregi galaxii).

De menţionat 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.

La ce va lucra supercomputerul Frontier în viitor

Pe lângă simularea complexă privind viaţa unei galaxii, „super calculatorul” se va ocupa şi 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, esenţiale în combaterea viruşilor şi crearea de noi vaccinuri;
• Analizarea fluxurilor turbulente, necesară pentru a înţelege domenii ca ingineria (distribuţia poluanţilor, combustia) şi 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 înţelegerea bolilor transmise genetic.