Jei matėte šią naujausią „Intel“ reklamą, galite paklausti, kas yra superkompiuteris ir kaip mokslas tai naudoja?
Superkompiuteriai yra ypač galingi, mokyklinio autobuso dydžio kompiuteriai. Didelis jų dydis kyla iš to, kad juos sudaro šimtai tūkstančių (o kartais ir milijonų) procesoriaus branduolių. (Palyginimui, jūsų nešiojamas ar stalinis kompiuteris veikia vienas.) Dėl šios kolektyvinio skaičiavimo pajėgumo superkompiuteriai yra nepaprastai galingi. Neatmetama, kad superkompiuteris turi 40 vietos petabaitų arba 500 tebibitų RAM atminties. Manote, kad jūsų 11 teraflopų (trilijonai operacijų per sekundę) „Macbook“ yra greitas? Superkompiuteris gali pasiekti dešimtis greičių petraflops -tai kvadrilijonai operacijų per sekundę!
Pagalvokite apie viską, ką padeda jūsų asmeninis kompiuteris. Superkompiuteriai atlieka tas pačias užduotis, tik tai leidžia jų sukaupta galia tomų tiriamų ir manipuliuojamų duomenų ir procesų.
Tiesą sakant, jūsų orų prognozės yra įmanomos dėl superkompiuterių.
Kodėl meteorologai naudojasi superkompiuteriais
Kiekvieną valandą per dieną visame pasaulyje orų palydovai, oro balionai, vandenyno plūdurai ir paviršiaus oro stotys fiksuoja milijardus orų. Superkompiuteriai suteikia galimybę rinkti ir saugoti šią atoslūgių orų duomenų bangą.
Superkompiuteriai ne tik kaupia duomenų apimtis, bet ir apdoroja bei analizuoja tuos duomenis, kad sukurtų orų prognozių modelius. Orų modelis yra artimiausias meteorologų krištolo rutuliui; tai kompiuterinė programa, kuri „modeliuoja“ arba modeliuoja atmosferos sąlygas tam tikru metu ateityje. Modeliai tai daro spręsdami lygčių grupę, pagal kurią atmosfera veikia realiame gyvenime. Tokiu būdu modelis sugeba apytiksliai nustatyti, ką veiks atmosfera, kol jis iš tikrųjų to nepadarys. (Tiek, kiek meteorologai mėgsta daryti pažangias matematikas, pavyzdžiui, skaičiuoti ir diferencialines lygtis... Modeliuose naudojamos lygtys yra tokios sudėtingos, kad jas išspręsti ranka prireiktų savaičių ar mėnesių! Kita vertus, superkompiuteriai gali suderinti sprendimus per valandą.) Šis procesas modelių lygčių panaudojimas būsimoms oro sąlygoms apytiksliai apskaičiuoti arba prognozuoti kaip skaitmeninė orų prognozė.
Meteorologai remiasi prognozės modelio išvestimi kaip gairėmis kurdami savo prognozes. Išvestiniai duomenys suteikia jiems supratimą, kas šiuo metu vyksta visais atmosferos lygiais, ir tai, kas įmanoma artimiausiomis dienomis. Prognozatoriai atsižvelgia į šią informaciją kartu su savo žiniomis apie asmeninius oro procesus patirtis ir susipažinimas su regionų orų tendencijomis (ko kompiuteris negali padaryti), kad išduotų jūsų prognozė.
Tarp populiariausių orų prognozių ir klimato stebėjimo modelių pasaulyje yra šie:
- Visuotinė prognozių sistema (GFS)
- Šiaurės Amerikos modelis (NAM)
- Europos vidutinio nuotolio orų prognozės modelio centras (Europos arba ECMWF)
Susipažink su Luna ir Surge
Dabar, atnaujinus Nacionalinės vandenyno ir atmosferos administracijos (NOAA) superkompiuterius, Jungtinių Valstijų aplinkos žvalgybos galimybės yra geresnės nei bet kada.
Pavadinti „Luna“ ir „Surge“, NOAA kompiuteriai yra 18 greičiausių JAV ir tarp 100 geriausių galingiausių superkompiuterių pasaulyje. Superkompiuterių dvyniai turi beveik 50 000 branduolių procesorių, didžiausias našumas yra 2,89 petaflopo ir leidžia apdoroti iki 3 kvadrilijonų skaičiavimų per sekundę. (Šaltinis: „NOAA užbaigia orų ir klimato superkompiuterių atnaujinimus„NOAA, 2016 m. Sausis.)
Naujovinimas kainuoja 45 milijonus dolerių - staigiai, tačiau už nedidelę kainą reikia sumokėti laiku, tikslesnis, patikimesnes ir detalesnes orų prognozes naujosios mašinos siūlo Amerikos visuomenei.
Ar gali mūsų JAV oro ištekliai pagaliau pasivyti garsųjį Europos modelį - JK modelį, tiksliai atspindinčią akis, kurio 240 000 branduoliai privertė jį tiksliai numatyti uragano „Sandy“ kelią ir stiprumą beveik savaitę prieš tai, kai jis smogė Naujojo Džersio pakrantei 2012?
Tik kita audra pasakys.