Ak ste videli túto nedávnu reklamu spoločnosti Intel, možno sa pýtate, čo je superpočítač a ako ho používa veda?
Superpočítače sú mimoriadne výkonné počítače veľkosti školských autobusov. Ich veľká veľkosť pochádza zo skutočnosti, že sa skladajú zo stoviek tisíc (a niekedy aj miliónov) procesorových jadier. (Na porovnanie, váš prenosný alebo stolný počítač beží jeden.) V dôsledku tejto kolektívnej výpočtovej kapacity sú superpočítače nesmierne výkonné. Nie je neslýchané, že superpočítač má kapacitu úložného priestoru v okolí 40 petabajtov alebo 500 tebibytov pamäte RAM. Myslíte si, že váš 11 teraflop (bilióny operácií za sekundu) Macbook je rýchly? Superpočítač dokáže dosiahnuť rýchlosť desiatok petraflops-to je štvornásobok operácií za sekundu!
Pomyslite na všetko, čo vám osobný počítač pomáha. Superpočítače plnia rovnaké úlohy, umožňuje to iba ich vykopávaná sila objemy údajov a procesov, ktoré sa majú skúmať a manipulovať.
V skutočnosti sú vaše predpovede počasia možné vďaka superpočítačom.
Prečo meteorológovia používajú superpočítače
Každú hodinu každý deň zaznamenávajú miliardy meteorologických pozorovaní meteorologické satelity, meteorologické balóny, morské bóje a meteorologické stanice po celom svete. Superpočítače poskytujú priestor na zhromažďovanie a ukladanie tejto prílivovej vlny údajov o počasí.
Superpočítače nielen ukladajú objemy údajov, ale tiež ich spracovávajú a analyzujú, aby vytvorili modely predpovede počasia. Model počasia je pre meteorológov najbližšie krištáľovej gule; Je to počítačový program, ktorý „modeluje“ alebo simuluje podmienky atmosféry v budúcnosti. Modely to robia tak, že riešia skupinu rovníc, ktoré určujú, ako atmosféra pôsobí v reálnom živote. Týmto spôsobom je model schopný priblížiť, čo bude pravdepodobne atmosféra robiť skôr, ako to skutočne urobí. (Rovnako ako meteorológovia radi robia pokročilú matematiku, ako je počet a diferenciálne rovnice... rovnice používané v modeloch sú také zložité, že by riešenie problémov ručne trvalo týždne alebo mesiace! Na druhej strane superpočítače dokážu priblížiť riešenia už za hodinu.) Tento proces použitia modelových rovníc na numerické priblíženie alebo predpovedanie budúcich poveternostných podmienok je známe ako numerická predpoveď počasia.
Meteorológovia používajú výstup prognózového modelu ako pomôcku pri zostavovaní svojich vlastných prognóz. Výstupné údaje im poskytujú predstavu o tom, čo sa v súčasnosti deje na všetkých úrovniach atmosféry a čo je možné v nasledujúcich dňoch. Prognostici berú tieto informácie do úvahy spolu so svojimi znalosťami o procesoch počasia, osobne skúsenosti a oboznámenie sa s regionálnymi vzormi počasia (niečo, čo počítač nemôže urobiť), aby ste ich mohli vydať prognóza.
Medzi najobľúbenejšie modely predpovede počasia a monitorovania klímy na svete patria:
- Globálny prognostický systém (GFS)
- Severoamerický model (NAM)
- Európske stredisko pre strednodobý model predpovede počasia (európske alebo ECMWF)
Zoznámte sa s Lunou a prepätím
Teraz sú Spojené štáty americké v oblasti environmentálnych inteligencií lepšie ako kedykoľvek predtým vďaka vylepšeniu superpočítačov NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration).
Počítače NOAA s názvom Luna a Surge sú 18. najrýchlejšie v USA a medzi 100 najvýkonnejších superpočítačov na svete. Každý z dvojčiat superpočítača má takmer 50 000 jadrových procesorov, špičkovú rýchlosť výkonu 2,89 petaflop a spracovanie až 3 kvadrilióny výpočtov za sekundu. (Zdroj: "NOAA dokončuje inovácie superpočítačov počasia a klímy„NOAA, január 2016.)
Aktualizácia prichádza v cene 45 miliónov dolárov - strmá číslica, ale nízka cena, ktorú treba zaplatiť za včasnejšie, presnejšie, spoľahlivejšie a podrobnejšie predpovede počasia, ktoré nové stroje ponúkajú americkej verejnosti.
Mohli by naše zdroje o počasí v USA konečne dobiehať renomovaný európsky model - britský bullseye-presný model, ktorého 240 000 jadrá ju viedli k presnej predikcii cesty a sily hurikánu Sandy takmer týždeň pred tým, ako zasiahlo pobrežie New Jersey v 2012?
Povie to iba ďalšia búrka.