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模擬整個地球:英偉達Earth-2超級計算機即將上線

2021-11-17 13:46 機器之心

導讀:這臺新的超級計算機被命名為 Earth 2,即地球的數(shù)字孿生。在 Omniverse 中以百萬倍的速度運行 Modulus 創(chuàng)建的 AI 物理環(huán)境。

  「如何讓我們的未來在今天就變成現(xiàn)實呢?答案就是模擬,」英偉達創(chuàng)始人、CEO 黃仁勛說道。

  上周二的 GTC 大會上,英偉達提出了一系列用于構(gòu)建元宇宙的工具。最近的消息是,英偉達已經(jīng)在著手設(shè)計全球最大的虛擬世界了。

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  「我們將建立一個數(shù)字孿生來模擬和預測氣候變化,」黃仁勛表示,英偉達的新目標是構(gòu)建減輕氣候變化影響的工具。

  這臺新的超級計算機被命名為 Earth 2,即地球的數(shù)字孿生。在 Omniverse 中以百萬倍的速度運行 Modulus 創(chuàng)建的 AI 物理環(huán)境。到目前為止,我們發(fā)明的所有技術(shù)都是使 E2 成為可能的必要條件。這是一項前所未有的工程。

  英偉達的新目標是一項艱巨的挑戰(zhàn),其不僅會影響科學計算,還會是英偉達轉(zhuǎn)型成為全棧計算公司的重要事件。最近一段時間,用 Omniverse 相互連接的元宇宙是最火熱的概念,但需要注意的是,它并不是《頭號玩家》里那樣僅用于游戲的虛擬環(huán)境,而且是一個可幫助模擬現(xiàn)實世界的工具。

  「Omniverse 不同于游戲引擎,它旨在實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心規(guī)模的模擬環(huán)境,最終有望實現(xiàn)全球模擬?!裹S仁勛說道。

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  實現(xiàn)這種任務的計算機必須擁有不同以往的能力。如今通常意義上的超算一般由運行 Linux 系統(tǒng)的大型服務器陣列構(gòu)建而成,在機柜直接會有超大帶寬的連接。而隨著超級計算中心開始向更多研究人員開放,超級計算服務正在逐漸變得「云服務化」,英偉達提出的 Quantum-2 平臺,即將為超級計算機架構(gòu)帶來了重要變化。

  Quantum-2 擁有 64 個帶寬高達 400Gbps 的 InfiniBand 網(wǎng)絡(luò)端口,該平臺由 Nvidia Quantum-2 交換機、ConnectX-7 網(wǎng)絡(luò)適配器、BlueField-3 數(shù)據(jù)處理單元 (DPU) 和支持軟件組成。它不僅可以提升網(wǎng)絡(luò)速度,還將連接界面提升 3 倍,并使運算性能提高 3 倍,使資料中心交換器需求減少 6 倍,可分別降低 7% 的資料中心的能耗與空間。

  更重要的是,借助多租戶性能隔離功能,Quantum-2 可確保每個用戶的運算過程不會相互影響。

  「Quantum-2 是第一個提供超級計算機性能和云計算共享性的網(wǎng)絡(luò)平臺,」黃仁勛說道。「這在以前是不可能實現(xiàn)的。在 Quantum-2 之前,您要么獲得裸機高性能,要么獲得安全的多租戶,但不能兩者兼得。使用 Quantum-2,超級計算機將是云原生的,并且可以得到更好的利用。」

  英偉達還沒有詳細說明 E2 的具體架構(gòu),但很顯然,對整個地球進行詳細的環(huán)境建模并預測未來幾十年的氣候變化是一個非常困難的問題。

  「與主要模擬大氣物理的天氣預測不同,氣候模型是針對大氣、水、冰、陸地和人類活動,從物理、化學和生物學等方面進行數(shù)十年的模擬,」黃仁勛說道?!改壳埃瑲夂蚰M的分辨率為 10-100 公里。但是要模擬全球從海洋、海冰、陸地表面、地下水、大氣和云層的整個水循環(huán)過程,就需要更高的分辨率。

  對此,英偉達希望使用全新的 Modulus 框架來開發(fā)物理機器學習模型以解決這個問題。鑒于地球氣候變化如此之快,例如蒸發(fā)引起的干旱和飲用水水庫下降了 150 英尺,我們迫切地需要取得進展。

  「通過結(jié)合 GPU 加速計算、深度學習和內(nèi)嵌物理信息的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的突破以及人工智能超級計算機三大技術(shù),再加上大量可供學習的觀測和模型數(shù)據(jù),我們可以實現(xiàn)百萬倍的加速,」黃仁勛說道?!赣辛顺叻直媛蕷夂蚰P?,我們或許就能實現(xiàn) 10 億倍量級的飛躍。國家、城市和村鎮(zhèn)可以獲得預警,提前應對并提高基礎(chǔ)設(shè)施的抵御能力。有了更準確的預測,人們和國家也會更迫切地采取行動。」