Jos olet nähnyt tämän viimeaikaisen Intel-mainoksen, saatat kysyä, mikä on supertietokone ja miten tiede sitä käyttää?
Supertietokoneet ovat erittäin tehokkaita, koulubussi-kokoisia tietokoneita. Niiden suuri koko johtuu siitä, että ne koostuvat sadoista tuhansista (ja joskus miljoonista) prosessorin ytimistä. (Vertailun vuoksi kannettava tietokone tai pöytätietokone toimii yksi.) Tämän kollektiivisen laskentakapasiteetin seurauksena supertietokoneet ovat erittäin tehokkaita. Ei ole ennenkuulumatonta, että supertietokoneella on tallennustilaa 40 petatavua tai 500 tebibyttia RAM-muistia. Ajatteleko 11 teraflopiasi (biljoonia operaatioita sekunnissa) MacBook on nopea? Supertietokone voi saavuttaa kymmenien nopeuksia petraflops-se on neljä miljardia operaatiota sekunnissa!
Ajattele kaikkea mitä tietokoneesi auttaa sinua. Supertietokoneet tekevät samat tehtävät, vain heidän potkut virransa sallivat volyymit tutkituista ja manipuloitavista tiedoista ja prosesseista.
Itse sääennusteesi ovat mahdollisia supertietokoneiden takia.
Miksi meteorologit käyttävät supertietokoneita
Jokaisen tunnin välein ympäri maailmaa sääsatelliittien, sääpallojen, valtameripoijujen ja pinta-sääasemien avulla tallennetaan miljardeja säähavaintoja. Supertietokoneet tarjoavat kodin tälle vuorovesi-säätietojen keräämiselle ja säilyttämiselle.
Supertietokoneet eivät sisällä vain taloja, vaan käsittelevät ja analysoivat tietoja luodakseen sääennustemallit. Säämalli on lähinnä meteorologien kristallipalloa; se on tietokoneohjelma, joka "mallii" tai simuloi ilmakehän olosuhteet voivat olla jossain vaiheessa tulevaisuudessa. Mallit tekevät tämän ratkaisemalla yhtälöryhmän, joka hallitsee ilmakehän toimintaa tosielämässä. Tällä tavalla malli pystyy arvioimaan, mitä ilmapiiri todennäköisesti tekee, ennen kuin se todella tekee sen. (Sikäli kuin meteorologit nauttivat pitkälle kehitetyn matematiikan tekemisestä, kuten laskenta- ja differentiaaliyhtälöt... malleissa käytetyt yhtälöt ovat niin monimutkaisia, niiden ratkaiseminen käsin kestää viikkoja tai kuukausia! Toisaalta supertietokoneet voivat lähentää ratkaisuja jopa tunnissa.) Tämä prosessi malliyhtälöiden käytöstä tulevaisuuden sääolosuhteiden arvioimiseksi numeerisesti tai ennusteiksi kuten numeerinen sääennuste.
Meteorologit käyttävät ennustemallin tulosta ohjeena rakentaessaan omia ennusteitaan. Lähtötiedot antavat heille kuvan siitä, mitä tällä hetkellä tapahtuu ilmakehän kaikilla tasoilla ja mikä on mahdollista tulevina päivinä. Ennustajat ottavat nämä tiedot huomioon yhdessä henkilökohtaisen sääprosessien tuntemuksensa kanssa kokemus ja perehtyminen alueellisiin säämalleihin (jota tietokone ei voi tehdä) ennuste.
Joitakin maailman suosituimmista sääennuste- ja ilmastoseurantamalleista ovat:
- Globaali ennustejärjestelmä (GFS)
- Pohjois-Amerikan malli (NAM)
- Eurooppalainen keskipitkän sääennustemallin keskus (eurooppalainen tai ECMWF)
Tapaa Luna ja Surge
Nyt Yhdysvaltain ympäristöä koskevia älykkyysominaisuuksia on parempi kuin koskaan, kansallisen valtameri- ja ilmakehän hallinnon (NOAA) supertietokoneiden päivityksen ansiosta.
Nimeltään Luna ja Surge, NOAA: n tietokoneet ovat 18. nopein Yhdysvalloissa ja maailman 100 tehokkaimman supertietokonen joukossa. Supertietokone kaksosilla on jokaisessa lähes 50 000 ydinprosessoria, huipputehokkuusnopeus 2,89 petaflopsia ja prosessoidaan jopa 3 kvadriljoonaa laskelmaa sekunnissa. (Lähde: "NOAA saa päätökseen sää- ja ilmasto-supertietokonepäivitykset"NOAA, tammikuu 2016.)
Päivitys tapahtuu 45 miljoonan dollarin hintamerkillä - jyrkkä luku, mutta pieni hinta maksettavaksi ajoissa, tarkempi, luotettavampia ja yksityiskohtaisempia sääennusteita, joita uudet koneet tarjoavat amerikkalaiselle yleisölle.
Voisiko USA: n sääresurssit lopulta saada kiinni tunnetusta eurooppalaisesta mallista - Yhdistyneen kuningaskunnan null-silmä tarkka mallista, jonka 240 000 ytimet johtivat sen tarkkaan ennustamaan Sandy-hirmumyrskyn polkua ja voimakkuutta melkein viikkoa ennen kuin se osui New Jerseyn rannikolle 2012?
Vain seuraava myrsky kertoo.