Pokud jste viděli tuto nedávnou reklamu společnosti Intel, možná se ptáte, co je superpočítač a jak ho používá věda?
Superpočítače jsou extrémně výkonné počítače školní velikosti. Jejich velká velikost vyplývá ze skutečnosti, že se skládají ze stovek tisíc (a někdy milionů) procesorových jader. (Ve srovnání váš notebook nebo stolní počítač běží jeden.) V důsledku této kolektivní výpočetní kapacity jsou superpočítače nesmírně silné. Není neslýchané, že superpočítač má kapacitu úložného prostoru v okolí 40 petabajtů nebo 500 tebibytes paměti RAM. Myslíte si, že váš 11 teraflop (bilión operací za sekundu) Macbook je rychlý? Superpočítač může dosáhnout rychlosti desítek petraflops—to je čtyřnásobek operací za sekundu!
Přemýšlejte o všem, co vám osobní počítač pomáhá. Superpočítače plní stejné úkoly, pouze jejich vykořeněná síla umožňuje svazky dat a procesů, které mají být zkoumány a manipulovány.
Ve skutečnosti jsou vaše předpovědi počasí možné díky superpočítačům.
Proč meteorologové používají superpočítače
Každou hodinu každý den zaznamenávají miliardy meteorických pozorování meteorologické satelity, meteorologické balóny, oceánské bóje a povrchové meteorologické stanice po celém světě. Superpočítače poskytují domov pro tuto přílivovou vlnu dat o počasí, která mají být shromažďována a ukládána.
Superpočítače nejen ukládají objemy dat, ale také je zpracovávají a analyzují, aby vytvořily modely pro předpověď počasí. Model počasí je meteorologům nejblíže ke křišťálové kouli; je to počítačový program, který „modeluje“ nebo simuluje, jaké by mohly být podmínky atmosféry v budoucnu v budoucnu. Modely to provádějí řešením skupiny rovnic, které určují, jak atmosféra působí v reálném životě. Tímto způsobem je model schopen přiblížit se, co atmosféra pravděpodobně udělá, než to ve skutečnosti udělá. (Stejně jako si meteorologové užívají pokročilé matematiky, jako je počet a diferenciální rovnice... rovnice používané v modelech jsou tak složité, řešení problémů ručně by trvalo týdny nebo měsíce! Na druhé straně superpočítače mohou přiblížit řešení za pouhých hodinu.) Tento proces použití modelových rovnic k numerickému přiblížení nebo předpovědi budoucích povětrnostních podmínek tak jako numerická předpověď počasí.
Meteorologové používají výstup prognózového modelu jako vodítko při vytváření vlastních prognóz. Výstupní data jim dávají představu o tom, co se v současné době děje na všech úrovních atmosféry a co je možné v následujících dnech. Prognostici berou tyto informace v úvahu spolu se svými znalostmi o počasí, osobní zkušenosti a znalost regionálních vzorců počasí (něco, co počítač nemůže udělat) k vydání předpověď.
Mezi nejoblíbenější modely předpovědí počasí a monitorování klimatu na světě patří:
- Globální předpovědní systém (GFS)
- Severoamerický model (NAM)
- Evropské středisko pro střednědobý model předpovědi počasí (evropské nebo ECMWF)
Seznamte se s Lunou a nárůstem
Nyní jsou americké inteligenční schopnosti v oblasti životního prostředí lepší než kdy jindy díky aktualizaci superpočítačů NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration).
Počítače NOAA s názvem Luna a Surge jsou 18. nejrychlejší v USA a mezi 100 nejvýkonnějšími superpočítači na světě. Každá superpočítačová dvojčata mají téměř 50 000 základních procesorů, maximální rychlost výkonu 2,89 petaflops a zpracovávají až 3 kvadrillion výpočty za sekundu. (Zdroj: "NOAA dokončuje upgrade superpočítače počasí a klimatu"NOAA, leden 2016.)
Upgrade přichází v ceně 45 milionů dolarů - strmá číslice, ale malá cena, kterou zaplatíte za včasnější, přesnější, spolehlivější a podrobnější předpovědi počasí nové stroje nabízejí americké veřejnosti.
Mohly by naše americké zdroje počasí konečně dohonit renomovaný evropský model - britský bullseye-přesný model, jehož 240 000 jádra vedla k přesnému předpovídání cesty a síly hurikánu Sandy téměř týden před tím, než zasáhla pobřeží New Jersey v 2012?
Pouze příští bouře to řekne.