创建可释放百亿亿次计费功能的软件

美国领先的研究机构和计算机制造商正在合作建造一些世界上最快的超级计算机，这些超级计算机是每秒能够执行超过10亿次操作的亿亿级系统。十亿亿(也称为五十亿或10 18)大约是一千万个人类大脑中神经元的数量。

当今最快的超级计算机可以在petascale上解决问题，这意味着它们每秒可以执行一次以上的四千万次运算。从最基本的意义上讲，百亿亿亿美元级的速度和功能要强大1000倍。拥有这些新机器将更好地使科学家和工程师能够回答有关宇宙，先进医疗保健，国家安全等方面的难题。

同时，系统的硬件也将集成在一起，将在它们上运行的应用程序和软件也将集成在一起。开发它们的许多研究人员-美国能源部(DOE)的百亿亿次计算项目(ECP)的成员-最近发表了一篇论文，重点介绍了迄今为止的进展。

美国能源部的阿贡国家实验室(将来成为Aurora百亿分之一系统的所在地)是ECP的主要合作伙伴;它的研究人员不仅参与开发应用程序，还参与共同设计使应用程序有效运行所需的软件。

以极限比例计算天空

一种令人兴奋的应用程序是开发代码，以按需且以高保真度有效地模拟“虚拟宇宙”。宇宙学家可以使用这样的代码来研究宇宙如何从其早期开始演化。

尤其需要高保真模拟，因为要在多个波长下进行更大范围的天空巡天，引入越来越多的数据层，而这些数据是现有的高性能计算(HPC)系统无法充分预测的。

通过一个称为ExaSky的ECP项目，研究人员正在扩展两种现有的宇宙学模拟代码的功能：HACC和Nyx。

Argonne计算科学部门主管Salman Habib说：“我们故意选择HACC和Nyx是因为它们有两种不同的方法来解决相同的问题。” “当您解决一个复杂的问题时，事情可能会出错。在那种情况下，如果您只有一个代码，就很难看出问题出在哪里。这就是为什么您需要另一个代码来与结果进行比较的原因。”

为了利用百亿亿美元级的资源，研究人员还在其代码中添加了以前不存在的功能。直到现在，他们还不得不排除一些与宇宙详细结构的形成有关的物理学。但是现在，他们有机会进行更大，更复杂的仿真，并结合更多的科学投入。