Китайский суперкомпьютер создал крупнейшую модель Вселенной

Высокопроизводительные суперкомпьютеры позволяют исследователям работать в тандеме с другими передовыми технологическими объектами, такими как крупнейший в мире радиотелескоп, чтобы раскрыть все секреты Вселенной. Путем моделирования ранних этапов ее развития на Sunway — или на следующем поколении суперкомпьютеров — исследователи определят наиболее перспективные для наблюдения с помощью телескопа области космического пространства.

Гао Лян, заведующий кафедрой вычислительной космологии в Национальных астрономических обсерваториях Китайской академии наук, рассказал, что построенная его командой компьютерная модель имитирует рождение и раннее расширение Вселенной с использованием 10 триллионов цифровых частиц.

Масштаб этого проекта был в пять раз больше, чем в предыдущем эксперименте, который был проведен в прошлом месяце астрофизиками в Цюрихском университете в Швейцарии. В то время как европейские ученые потратили на моделирование Вселенной 80 часов машинного времени, в Китае справились за час. Китайская работа была проведена в Национальном суперкомпьютерном центре в городе Уси провинции Цзянсу.

Гао объяснил, что Sunway использовал в общей сложности 10 миллионов ядер процессора, используя несколько инструкций для каждого ядра, чтобы увеличить скорость вычислений. Симуляция была впервые опубликована в статье Ван Цяо, другого ученого, участвующего в проекте, для Science and Technology Daily, официальной газеты Министерства науки и технологий Китая.

В астрономии исследователи моделируют Вселенную, разбивая ее на множество частиц. Эти частицы взаимодействуют друг с другом с помощью физических сил, таких как гравитация. Чем больше частиц участвует, тем точнее ученые могут воспроизводить и прогнозировать эволюцию Вселенной. Этот процесс может пролить свет на многие вопросы, такие как природа и распространение темной энергии.

Вычисление, известное как симуляция N-тела, становится все сложнее с увеличением частиц. В 1970-х годах было возможно смоделировать более 1000 частиц на лучших тогда компьютерах В последние годы ученые достигли уровня триллионов частиц на некоторых из самых мощных в мире машинах, таких как Titan в США, компьютер K в Японии и Tianhe-2 в Гуанчжоу (Китай).

Но Sunway оставил конкурентов позади благодаря беспрецедентной производительности. Построенный полностью из чипов китайского производства с исключительно низким потреблением энергии, Sunway возглавил мировой суперкомпьютерный рейтинг с июня прошлого года.

Его Linpack — максимальная скорость, с которой он может работать — достигла 93 петафлоп (тысяча триллионов операций с плавающей запятой в секунду). Это почти в три раза быстрее, чем у ближайшего конкурента — Tianhe-2.

Сейчас Китай строит новый высокопроизводительный компьютер следующего поколения, который будет как минимум в 10 раз быстрее, чем Sunway. По словам Гао, когда машина будет закончена, предположительно в 2019 году, у астрономов в Китае будет больше ресурсов для расчетов, чем у их коллег в других странах, чтобы раскрыть тайны Вселенной.

Согласно исследованию Японского агентства науки и технологий, Китай сравнялся с США по влиянию на развитие науки. Китайские ученые занимают лидирующие позиции в мире в математике, информатике, инженерии и материаловедении.