破世界纪录!交大π2.0实现天文学N体模拟粒子数新突破
原标题: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
快 讯
论文作者程盛淦(第一作者)、廖秋承、林新华来自上海交通大学网络信息中心,林新华为论文唯一通讯作者
1
交大智慧,
浩瀚星宇“超大规模”模拟
千百年来,人类对宇宙的遐思与探索从未止步。从早期“日月安属”、“列星安陈”的朴素疑问,到如今逐渐将九天揽月的梦想写在深邃太空之上,一代代科学家投身其中,认识宇宙、推演发展、预测未来。
本次项目团队使用的N体模拟(N-body Simulation),正是现代天体学研究中,探索N个粒子在引力相互作用下动力学问题的重要工具。
研究中,团队将宇宙形成初期的虚拟粒子数设定为4.4万亿,考察其随时间推移、在引力作用模型作用下的聚合、分散运动,获取共计约500TB数据,尽可能还原暗物质在宇宙中的真实演化情况。
从前世界纪录的3万亿到如今的4.4万亿,是粒子数的海量增加、宇宙演化历史的更清晰还原,但同时,也是计算复杂度的指数级增长、对计算机计算能力及存储能力的巨大挑战。 超强性能的交大超算平台,为项目团队提供信心与底气,并支撑其最终摘得科研硕果。
超算,全称“超级计算机”,由成百上千甚至更多的处理器组成,可处理大量数据并进行模拟,应用领域广泛。2013年,交大超算平台π 1.0建成,6年时间累计为我校258个课题组提供服务,运行作业200多万个。2019年上半年,全新建设升级的π 2.0集群投入运行。
2
学科融合,
高质量创新成果加速产出
值得一提的是,有别于天文领域当前普遍使用国外开发的数值模拟软件,本次模拟使用的N体数值模拟软件CUBE,系天文系于浩然团队自行研发, 为自主可控的国产数值模拟软件。
于浩然团队率先完成核心功能和宇宙学模型,计算平台服务团队将其在π 2.0集群重新实现和优化,使其具备在超算上进行大规模运行的能力。最终CUBE仅使用2万核心便突破世界纪录的表现,不仅让很多人期待该软件在更大规模的国家超算上的更多潜力,也见证了 “学科融合”的交大计算服务模式的再次成功实践。
学科融合分工合作
专业团队提供“研究创新”、“算法创新”,计算平台服务团队提供“性能提升”、“数据分析”,利用跨学科团队在不同领域各自优势,分工合作、强强联合
10倍,100倍,10000倍,材料学院张澜庭教授团队,机动学院孟祥慧教授团队,密西根学院鲍华团队……计算平台持续挑战软件优化极限,释放服务科研“硬核”力量。
当前,π 2.0集群已全面融入我校教学科研活动。 助力校内课程教学,提供一对一助教支持,辅助完成作业计算任务,使学生在课堂上体验超级计算机的“速度与激情”; 覆盖各学科门类,支撑在海洋学、生物医学、材料科学、航空航天、机械制造、天体物理等领域科学研究及工程应用,与时间赛跑,为创新加速。
除π 2.0集群外,
网络信息中心还拥有
jCloud2.0 云计算平台、AI计算平台,
三者共同构成
交大新一代校级计算平台。
jCloud2.0 云计算平台
AI 人工智能计算平台
拥有一流算力,
首创学科融合,
完善用户服务,
交大新一代校级计算平台
携手全体师生
共赴多彩研学旅,
勇攀科研新高峰。
来源:交大网络信息中心
编辑:王若兰
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