Ассоциация вычислительной техники (ACM) сегодня вручила премию ACM Gordon Bell Prize for Climate Modeling команде из 26 человек за проект «Computing the Full Earth System at 1 km Resolution». Награда отмечает инновационный вклад в параллельные вычисления для решения глобального климатического кризиса.
Влияние климатических изменений
Климатические изменения приводят к более сильным ураганам, разрушительным лесным пожарам, серьёзным засухам, росту заболеваемости среди людей и другим негативным последствиям. Эксперты предупреждают, что если выбросы углерода существенно не сократятся в течение нескольких десятилетий, ущерб экосистеме Земли будет необратимым.
Моделирование земной системы
Одним из наиболее эффективных инструментов, разработанных учёными для понимания климатических изменений, является цифровое моделирование Земли. Эти модели создаются путём разработки специальных алгоритмов для работы на самых мощных суперкомпьютерах мира. Однако моделирование влияния человеческой деятельности на климат было чрезвычайно сложной задачей.
Необходимо учитывать огромное количество переменных, таких как циклы воды, энергии и углерода, взаимосвязь этих факторов и взаимодействие разнообразных физических, биологических и химических процессов в пространстве и времени. По этим причинам предыдущие передовые моделирования не смогли достичь того, что называется моделированием «полной земной системы».
Достижение команды Gordon Bell Climate Prize
В этом году команда Gordon Bell Climate Prize стала первой, кто разработал полное моделирование Земли с разрешением в 1 км (крайне высокое). В своём введении они объясняют: «Мы представляем первую в истории глобальную симуляцию полной земной системы с шагом сетки в 1,25 км, достигая высочайшего сжатия времени с невиданным количеством степеней свободы».
Их модель отражает поток энергии, воды и углерода через ключевые компоненты земной системы: атмосферу, океан и сушу. Для достижения этой цели команда использовала возможности 8192 графических процессоров на Alps и 4096 графических процессоров на JUPITER, двух из крупнейших в мире установок суперчипов GH200.
Инновации, использованные для создания полного моделирования Земли
Инновации, которые команда использовала для создания полного моделирования Земли, включают:
* использование функционального параллелизма путём эффективного сопоставления компонентов со специализированными гетерогенными системами;
* упрощение реализации и оптимизации важного компонента путём отделения его реализации на Fortran от деталей оптимизации целевой архитектуры.
В заключении своей статьи они пишут: «Это имеет огромный и устойчивый потенциал для предоставления полной глобальной информации о земной системе в масштабах локального уровня о последствиях будущего потепления для людей и экосистем, информации, которая в противном случае не существовала бы».
Предоставлено Ассоциацией вычислительной техники.