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SUPERCOMPUTER/ Terremoti e stelle di neutroni nel megacalcolo targato Europa

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Fusione di due stelle di neutroni magnetizzate  Fusione di due stelle di neutroni magnetizzate

Un secondo obiettivo riguarda lo sviluppo di nuovi algoritmi matematici che possono trarre il massimo vantaggio della più piccola quantità possibile di memoria. Saranno algoritmi scalabili e dinamicamente adattivi: la risoluzione di una simulazione – cioè il numero di punti di dati utilizzati - sarà aumentata dinamicamente in base alle esigenze; in tal modo, le operazioni necessarie possono essere ridotti al minimo e contemporaneamente si può ottenere la massima precisione possibile.

Un altro obiettivo è volto a combinare velocità e capacità di memoria. Tra dieci anni i supercomputer potranno operare mille volte più velocemente di oggi; tuttavia, nello stesso periodo, la capacità di memoria può aumentare solo 50 volte. Per far fronte a questa discrepanza è necessario allora riscrivere completamente i programmi di simulazione: gli algoritmi che verranno utilizzati in ExaHyPE saranno intrinsecamente efficiente quanto a memoria e saranno in grado di ridurre la comunicazione durante l'elaborazione parallela.

Infine la garanzia di parallelismo estremo anche con hardware inaffidabili. Entro il 2020 i supercomputer avranno centinaia di milioni di processori “core” e per massimizzare l'efficienza  dovranno sviluppare nuovi programmi che possano girare su simili computer. ExaHyPE esaminerà la distribuzione dinamica delle operazioni di computer a milioni di processori anche nel caso che alcuni di essi si guastino durante l'esecuzione di calcoli.

Alcune possibili applicazioni alle quali lavorerà il progetto ExaHype sono state indicate da Dumbser e riguardano i due diversi scenari della geofisica e del’astrofisica: «Nel primo caso potremo sviluppare il calcolo del rischio associato ai terremoti. I terremoti non possono essere previsti; tuttavia le simulazioni di un exascale supercomputer potrebbero aiutare a valutare i rischi di scosse di assestamento. Le simulazioni su base regionale sembra consentano una migliore comprensione di cosa avvenga durante i terremoti su larga scala e nella fase successiva di assestamento. Nel campo dell’astrofisica i nuovi strumenti matematici sviluppati in ExaHype potrebbero simulare la fusione di stelle di neutroni orbitanti. Potremo quindi simulare le onde gravitazionali e le esplosioni di raggi gamma: si ritiene infatti che quei fenomeni non soltanto siano alla base della formazione delle onde gravitazionali, ma che possano costituire anche la causa delle esplosioni di raggi gamma».

Resta da sottolineare che tutto il nuovo software sarà mantenuto “open source” dai ricercatori, così da poter essere utilizzato in diversi ambiti di ricerca per effettuare varie previsioni e modelli statistici.



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