創建可釋放百億億次計費功能的軟件

美國領先的研究機構和計算機制造商正在合作建造一些世界上最快的超級計算機，這些超級計算機是每秒能夠執行超過10億次操作的億億級系統。十億億(也稱為五十億或10 18)大約是一千萬個人類大腦中神經元的數量。

當今最快的超級計算機可以在petascale上解決問題，這意味著它們每秒可以執行一次以上的四千萬次運算。從最基本的意義上講，百億億億美元級的速度和功能要強大1000倍。擁有這些新機器將更好地使科學家和工程師能夠回答有關宇宙，先進醫療保健，國家安全等方面的難題。

同時，系統的硬件也將集成在一起，將在它們上運行的應用程序和軟件也將集成在一起。開發它們的許多研究人員-美國能源部(DOE)的百億億次計算項目(ECP)的成員-最近發表了一篇論文，重點介紹了迄今為止的進展。

美國能源部的阿貢國家實驗室(將來成為Aurora百億分之一系統的所在地)是ECP的主要合作伙伴;它的研究人員不僅參與開發應用程序，還參與共同設計使應用程序有效運行所需的軟件。

以極限比例計算天空

一種令人興奮的應用程序是開發代碼，以按需且以高保真度有效地模擬“虛擬宇宙”。宇宙學家可以使用這樣的代碼來研究宇宙如何從其早期開始演化。

尤其需要高保真模擬，因為要在多個波長下進行更大范圍的天空巡天，引入越來越多的數據層，而這些數據是現有的高性能計算(HPC)系統無法充分預測的。

通過一個稱為ExaSky的ECP項目，研究人員正在擴展兩種現有的宇宙學模擬代碼的功能：HACC和Nyx。

Argonne計算科學部門主管Salman Habib說：“我們故意選擇HACC和Nyx是因為它們有兩種不同的方法來解決相同的問題。” “當您解決一個復雜的問題時，事情可能會出錯。在那種情況下，如果您只有一個代碼，就很難看出問題出在哪里。這就是為什么您需要另一個代碼來與結果進行比較的原因。”

為了利用百億億美元級的資源，研究人員還在其代碼中添加了以前不存在的功能。直到現在，他們還不得不排除一些與宇宙詳細結構的形成有關的物理學。但是現在，他們有機會進行更大，更復雜的仿真，并結合更多的科學投入。