Die Ziele des SDL ESS sind die Erforschung neuer Software- und Programmierkonzepte, um rechen- und datenintensive ESS auf aktuellen und zukünftigen Supercomputing-Architekturen zu ermöglichen, sowie die Bereitstellung von High-Level-Benutzerunterstützung für die Erdsystemmodellierung (ESM) und groß angelegte Datenanalysen. In enger Zusammenarbeit mit IT- und Hardware-Experten ermöglicht das SDL Wissenschaftlern des Erdsystems die Durchführung und Analyse von Pioniersimulationen, die sich auf die Lösung großer Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Klimawandel, der Luftverschmutzung und den Funktionen von Ökosystemen auswirken, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf Extremereignissen liegt. Das Arbeitsprogramm des SDL konzentriert sich auf die Optimierung von Erdsystemmodellen im Hinblick auf Leistung und Skalierbarkeit sowie die Portabilität dieser Modelle auf neue Hardware-Architekturen von modularen Supercomputing-Systemen.

Das SDL entwickelt Werkzeuge und Bibliotheken, um Simulationen auf zukünftigen extremen Rechensystemen zu ermöglichen, indem es einen strategischen Ansatz zur Handhabung der Leistungsportabilität entwickelt und neue aufkommende Technologien für schnelle I/O-Schichten unterstützt. Das SDL verfügt über ausgewiesene Kompetenzen in der Analyse der Rechen- und I/O-Anforderungen von Erdsystemmodellen, in der Portierung von Modellcodes auf neue Hardware-Architekturen und in der Ermöglichung einer effizienten Handhabung bei der Generierung und Archivierung hochauflösender räumlicher und zeitlicher Daten, z. B. durch Verbesserung der verlustbehafteten und verlustfreien Kompression von Daten.