Kui olete seda hiljutist Inteli reklaami näinud, võite küsida, mis on superarvuti ja kuidas teadus seda kasutab?
Superarvutid on äärmiselt võimsad, koolibussisuurused arvutid. Nende suur suurus tuleneb asjaolust, et nad koosnevad sadadest tuhandetest (ja mõnikord miljonitest) protsessori tuumadest. (Võrdluseks - teie sülearvuti või lauaarvuti töötab üks.) Selle kollektiivse arvutusvõime tõttu on superarvutid tohutult võimsad. See pole ennekuulmatu, et superarvuti salvestusruum on 40 petabaiti või 500 tebibiti RAM-i mälu läheduses. Kas arvate, et teie 11 teraflopi (triljoneid operatsioone sekundis) MacBook on kiire? Superarvuti võib ulatuda kümnete kiirusteni petraflops -see on neli miljardit operatsiooni sekundis!
Mõelge kõigele, mida teie personaalarvuti aitab teil teha. Superarvutid teevad samu ülesandeid, seda võimaldab vaid nende käivitatud jõud mahud andmete ja protsesside uurimist ja manipuleerimist.
Tegelikult on su ilmaarvutite tõttu võimalik ilmateade.
Miks kasutavad meteoroloogid superarvuteid
Iga tunni tunni tagant registreerivad ilmateate satelliidid, ilmapallid, ookeani poid ja maapealsed ilmajaamad miljardeid ilmavaatlusi kogu maailmas. Superarvutid pakuvad kodu sellele mõõnalaine ilmateabe kogumisele ja säilitamisele.
Superarvutid mitte ainult ei koonda andmemahtusid, vaid töötlevad ja analüüsivad neid andmeid ilmaprognoosimudelite loomiseks. Ilmamudel on meteoroloogidele kristallkuulile kõige lähedasem asi; see on arvutiprogramm, mis "modelleerib" või simuleerib seda, millised võivad tulevikus olla atmosfääri tingimused. Mudelid teevad selle lahendades rühma võrrandid, mis reguleerivad atmosfääri toimimist reaalses elus. Sel moel suudab mudel ligikaudselt mõõta, mida atmosfäär tõenäoliselt teeb, enne kui ta seda tegelikult teeb. (Nii palju kui meteoroloogid naudivad keeruka matemaatika, näiteks arvutus- ja diferentsiaalvõrrandite tegemist... Mudelites kasutatud võrrandid on nii keerulised, et nende käsitsi lahendamine võtab nädalaid või kuid! Teisest küljest suudavad superarvutid lahendusi lähendada vaid tunniga.) See protsess on teada mudeli võrrandite kasutamine tulevaste ilmastikutingimuste arvuliseks ligikaudseks või prognoosimiseks kui numbriline ilmateade.
Meteoroloogid kasutavad oma prognooside koostamisel juhistena prognoosimudelit. Väljundandmed annavad neile ettekujutuse atmosfääri kõikidel tasanditel toimuvast ja ka lähipäevade võimalustest. Prognoosijad võtavad seda teavet lisaks teadmistele ilmaprotsesside kohta ka isiklikult kogemus ja piirkondlike ilmastikuolude tundmine (midagi, mida arvuti ei saa teha) teie väljastamiseks prognoos.
Mõned maailma populaarseimad ilmaprognooside ja kliimaseire mudelid hõlmavad järgmist:
- Globaalne prognoosimissüsteem (GFS)
- Põhja-Ameerika mudel (NAM)
- Euroopa keskmise pikkusega ilmateadete modelleerimise keskus (Euroopa või ECMWF)
Tutvuge Luna ja Surge'iga
Nüüd on Ameerika Ühendriikide keskkonnateabe võimalused paremad kui kunagi varem tänu riikliku ookeani ja atmosfääri administratsiooni (NOAA) superarvutite täiendusele.
Luna ja Surge nime kandvad NOAA arvutid on USA-s 18. kiireim ja maailma 100 võimsaima superarvuti seas. Superarvuti kaksikutel on kummalgi ligi 50 000 tuumprotsessorit, maksimaalne jõudluskiirus on 2,89 petaflopi ja töödeldakse kuni 3 kvadriljonit arvutust sekundis. (Allikas: "NOAA viib lõpule ilmastiku ja kliima superarvuti uuendamise"NOAA, jaanuar 2016)
Uuenduse hind on 45 miljonit dollarit - see on järsk arv, kuid siiski õige hind, Täpsem, usaldusväärsemaid ja üksikasjalikumaid ilmaprognoose pakuvad uued masinad Ameerika avalikkusele.
Kas meie USA ilmaressursid jõuavad lõpuks tunnustatud Euroopa mudeli juurde - Ühendkuningriigi täpse täpsusega mudelisse, mille 240 000 tuumad viisid selle, et peaaegu nädal enne seda, kui see tabas New Jersey rannajoont, orkaani Sandy rada ja tugevust täpselt ennustada 2012?
Ainult järgmine torm annab teada.