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破世界纪录!交大π 2.0实现天文学N体模拟粒子数新突破


火狐体育官网:上海交大网络信息中心和天文系牵头厦门大学天文系等单位,结合交大超级计算机平台( 2.0集群),成功完成了宇宙大尺度结构N体模拟4.4万亿粒子的Cosmo-测试(512个节点,20480个核心),追踪了137亿年以来宇宙的演化,超越了此前3万亿粒子的天女数值模拟世界纪录(13824个节点,20480个核心)。最近,研究成果“Cube-迈向宇宙学n体模拟的最优标度”被纳入分割和分布式系统领域的权威国际会议CCGRID 2020,成为IEEE国际可扩展计算挑战SCALE 2020在世界范围内获奖的唯一解决方案。该论文的实际卷已经在arXiv上发表(第10页“读者原文”,参考论文全文)。程生干(第一作者)、廖、林新华均来自上海交通大学网络信息中心,林新华是该论文唯一的通讯作者。

浩瀚的星宇被“超大规模”模拟了几千年,人类从未失去对宇宙的遐想和探索。从早期简单的“日月平安”、“星辰平安”的疑惑,到现在九天利用月球的梦想逐渐被写在美丽的太空上,一代又一代的科学家投身其中去了解宇宙,回去发展,预测未来。该项目组使用的N体模拟是现代天体物理研究中探索引力相互作用下N粒子动力学的最重要工具。在研究中,团队以宇宙初始阶段虚拟世界中的粒子数为4.4万亿,随着时间的推移考察其单体和集中运动,以引力为模型作用,共提供了约500TB的数据,尽可能还原到宇宙中暗物质的真实演化。

从之前的3万亿世界纪录到现在的4.4万亿,是粒子数量大规模减少和宇宙演化历史更加清晰的结果,但同时也是计算复杂度的指数级快速增长,对计算机的计算能力和存储能力的巨大挑战。交大的超级计算平台,性能极强,为项目团队获得信心和信心,支持其赢得科研成果。

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超级计算机,全称“超级计算机”,由数百个甚至更好的处理器组成,能够处理大量数据并进行仿真,应用广泛。2013年,交大超级计算平台 1.0建成。在过去的六年里,它为我们学校的258个研究小组提供了服务,并开展了200多万项业务。

2019年上半年,新建升级的 2.0集群投入运行。学科融合,优质创新成果加速生产。值得一提的是,天文领域在国外开发的数值模拟软件中得到广泛应用。

本次模拟使用的N体数值模拟软件CUBE是天文系于浩然团队自行开发的,是一款自律高效的国产数值模拟软件。于浩然团队首次完成了核心功能和宇宙学模型,并计算出平台服务团队将在 2.0集群中构建和优化,使其不具备在超级计算中进行大规模运算的能力。最后,CUBE只用了2万个内核就打破了世界纪录,不仅让很多人期待软件在更大的国家有更好的潜力,也见证了交大用“学科融合”计算服务模式的成功实践。学科整合分工的专业团队获得“研究创造力”和“算法创造力”,平台服务团队获得“绩效提升”和“数据分析”。

利用不同领域跨学科团队、分工合作、10倍、100倍、10000倍强强联合的各自优势,材料学院张玉婷教授、移动学院孟祥辉教授、密西根学院包华.计算。目前, 2.0集群已被全面纳入我校的教学和科研活动 帮助学校课程教学,得到一对一助教的反对,协助完成作业计算出的任务,让学生在课堂上体验超级计算机的“速度与激情”;涵盖所有学科,支持海洋学、生物医学、材料科学、航空航天、机械制造、天体物理学等领域的科学研究和工程应用,与时俱进,加速创意。。

本文来源:火狐体育官网-www.qsl-info.com

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