PhD defence : Formation planétaire numérique sur architecture exascale

Tuesday 24 September 2024 — PhD defence

Title : Formation planétaire numérique sur architecture exascale

Speaker : Timothée David-Cléris (CRAL)

Abstract :

Les simulations numériques sont essentielles à notre compréhension de la formation des étoiles et des planètes, qui impliquent des processus multi-physiques complexes, multi-échelles, hors d’équilibre et non-linéaires. Récemment, la puissance de calcul des supercalculateurs a fait un bond, atteignant l’exascale, soit un quintillion d’opérations par seconde. En principe, cette puissance permet de résoudre certaines questions cruciales concernant la formation des planètes grâce à des simulations ayant une précision sans précédent. Pour y parvenir, il est nécessaire de développer un code basé sur des algorithmes capables de tirer parti de cette nouvelle puissance de calcul.
Le but de cette thèse est de développer Shamrock, le premier code astro-physique à visée exascale multi-méthodes (particules ou grilles adaptatives). Le coeur de ce travail est l’adaptation et l’optimisation d’un algorithme binaire de recherche de voisins aléatoirement distribués, qui soit entièrement parallélisable sur les architecture utilisant des cartes graphiques. Dans sa version actuelle, Shamrock atteint une efficacité parallèle supérieure à 90% pour un test de Sedov réalisé avec la méthode Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) sur 1024 nœuds, permettant d’effectuer les premières simulations avec 65 milliards de particules en 7 secondes par pas de temps.
Des développements complémentaires concernant l’implémentation d’autres processus physiques, ainsi que les tests de différents schémas et leur analyse mathématique seront également présentés.