Verbundprojekt SPACE: HPC-Exzellenzzentrum für Astrophysik im Exascale-Bereich

Auf High Performance Computing (HPC) basierende numerische Methoden haben sich in der heutigen Zeit als zentrale Instrumente zur Modellierung komplexer Systeme etabliert. Dies ist insbesondere in den Bereichen Astrophysik und Kosmologie der Fall. Diese Methoden stellen heutzutage das wesentliche Werkzeug für theoretische Laboratorien dar, mit denen Wissenschaftler in der Lage sind, die physikalischen Prozesse in unserem beobachteten Universum zu untersuchen, zu interpretieren und letztlich zu verstehen und bilden dabei den Grundstein für neue, spektakuläre wissenschaftliche Entdeckungen. Für diese numerischen Experimente und Datenauswertungen ist eine effiziente und effektive Nutzung von extremer Rechenleistung, im Exascale Bereich, unabdingbar. Es ist bereits heute abzusehen, dass die zukünftigen Exascale-Systeme einen sehr heterogenen Aufbau und damit eine beispiellose architektonische Komplexität haben werden. Hiermit gehen erhebliche Auswirkungen auf die verwendeten numerischen Methoden und Programme einher. Folglich zielt das vorgeschlagene Center of Excelence (CoE) "SPACE" darauf ab, die verwendeten Programme umfassend zu überarbeiten, um neuartige und innovative Programmierparadigmen, Softwarelösungen, entsprechende Bibliotheken und Analyseansätze einzuarbeiten. Dazu haben sich in SPACE insgesamt 15 europäische Spitzen-Forschungseinrichtungen zusammengetan, welche die acht am häufigsten in der numerischen Astrophysik und Kosmologie verwendeten HPC Anwendungen abdecken. Hierzu kommen Themen wie maschinelles Lernen und Datenanalyse. Synergieeffekte bzgl. Softwaredesign und Algorithmik sollen zu gemeinsam nutzbaren Softwarekomponenten führen. Dabei werden Wissenschaftler, Code-Entwickler und HPC Experten mit Hardwareherstellern und Softwareentwicklern zusammenarbeiten, um die wichtigsten Anwendungen auf dem Gebiet der numerischen Astrophysik und Kosmologie für die Nutzung der kommenden Generation an Großrechenzentren vorzubereiten.