AI、數(shù)字孿生將掀起新一輪氣候研究創(chuàng)新浪潮
NVIDIA CEO 黃仁勛在“地球虛擬引擎計(jì)劃”柏林峰會上發(fā)表主題演講。
NVIDIA 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛在 7 月 3 日舉辦的“地球虛擬引擎計(jì)劃”柏林峰會（Berlin Summit for the Earth Virtualization Engines）主題演講中表示，AI 和加速計(jì)算將幫助氣候研究人員創(chuàng)造“奇跡”，進(jìn)而推動氣候研究取得突破性進(jìn)展。
“理查德·費(fèi)曼曾說過，‘我不能創(chuàng)造我不理解的事物’，這就是為什么氣候建模如此重要。” 黃仁勛在柏林的 Harnack House 對在場的 180 名與會者談到。Harnack House 是該地區(qū)科學(xué)和研究界的一個(gè)著名聚集地。 “所以，你們的工作對政策制定者、研究者和行業(yè)來說至關(guān)重要。” 為了推動這項(xiàng)工作，來自全球各地的與會者齊聚本屆柏林峰會，探討如何利用 AI 和高性能計(jì)算進(jìn)行氣候預(yù)測。 在演講中，黃仁勛概述了氣候研究人員要實(shí)現(xiàn)他們的目標(biāo)而必須發(fā)生的三個(gè)重要突破，并提到了 NVIDIA 自身是如何通過其 Earth-2 與氣候研究者和政策制定者開展合作，共同推動氣候研究所做的努力。 第一個(gè)是以足夠快的速度和足夠高的分辨率，實(shí)現(xiàn)公里級的氣候模擬。 第二個(gè)是對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)計(jì)算的能力。 第三個(gè)是利用 NVIDIA Omniverse 將所有這些數(shù)據(jù)的交互可視化，使其能夠?yàn)闆Q策者、企業(yè)、公司和研究者所用。
新一輪氣候和天氣創(chuàng)新
“地球虛擬引擎”計(jì)劃（簡稱 EVE）是一項(xiàng)國際合作，匯集了專注于氣候科學(xué)、高性能計(jì)算和 AI 的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，旨在開創(chuàng)性地提供易于獲取的公里級氣候信息，以推進(jìn)地球的可持續(xù)發(fā)展。
黃仁勛說：“Earth-2 和 EVE 計(jì)劃之所以能在完美的時(shí)間邂逅，是因?yàn)?Earth-2 是基于三個(gè)根本性的突破。”
這一計(jì)劃有望加速發(fā)展進(jìn)程，致力于實(shí)現(xiàn) 2.5 公里分辨率的協(xié)同氣候預(yù)測。雖然挑戰(zhàn)艱巨，但過去 25 年內(nèi)所取得的巨大進(jìn)步為其奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
包括 ICON、IFS、NEMO、MPAS、WRF-G 在內(nèi)的眾多應(yīng)用程序套件已經(jīng)受益于加速計(jì)算，而且未來還會有更多的算力用于此類應(yīng)用。 NVIDIA GH200 Grace Hopper 超級芯片是一款突破性的加速的 CPU，專為巨型 AI 和 HPC 應(yīng)用而設(shè)計(jì)。對于運(yùn)行 TB 級數(shù)據(jù)的應(yīng)用，它能夠提供高達(dá) 10 倍的性能。
它在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮到了擴(kuò)展，通過將大量芯片連接在一起，NVIDIA 可以提供高能效系統(tǒng)，以便加快推進(jìn)氣候研究的前沿工作。黃仁勛表示：“對軟件來說，它看起來就像一個(gè)巨大的處理器。”
為了幫助研究人員快速將大量數(shù)據(jù)用于工作，以更好地理解氣候問題，黃仁勛提到了 NVIDIA Modulus 和 FourCastNet。前者是一個(gè)用于構(gòu)建、訓(xùn)練和微調(diào)基于物理的機(jī)器學(xué)習(xí)模型開源框架，后者是一個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動的全球天氣預(yù)報(bào)模型，同時(shí)他還介紹了最新的 AI 驅(qū)動模型如何從真實(shí)世界中學(xué)習(xí)物理規(guī)律。
僅使用原始數(shù)據(jù)，F(xiàn)ourCastNet 就能夠?qū)W習(xí)到復(fù)雜天氣模式形成的原理。黃仁勛展示了 FourCastNet 如何通過模擬風(fēng)暴中地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的科氏力，來準(zhǔn)確預(yù)測颶風(fēng)哈維的路徑。
當(dāng)這些模型與傳統(tǒng)模擬創(chuàng)建的常規(guī)“檢查點(diǎn)”聯(lián)系在一起時(shí)，就可以進(jìn)行更精確、長期的預(yù)測。黃仁勛隨后演示了運(yùn)行于 NVIDIA GPU 上的 FourCastNet 的集合預(yù)報(bào)結(jié)果如何預(yù)測到一場前所未有的北非熱浪。
通過在 Modulus 中運(yùn)行 FourCastNet，NVIDIA 只用以前單個(gè)成員預(yù)報(bào)的十分之一的時(shí)間，就可以生成 1000 個(gè)集合成員的 21 天的天氣軌跡，同時(shí)實(shí)現(xiàn) 1000 倍的能耗降低。
最后，NVIDIA 技術(shù)有望幫助所有這些知識變得更容易獲取，數(shù)字孿生能夠?yàn)槿找鎻?fù)雜的系統(tǒng)創(chuàng)建交互式模型——從亞馬遜的倉庫到 5G 信號在密集城市環(huán)境中的傳播方式。
隨后，黃仁勛展示了一個(gè)在云端的令人驚嘆的、高分辨率的全球氣候數(shù)據(jù)的交互式可視化，從全球視圖放大到柏林的詳細(xì)視圖。黃仁勛說，這種方法可以用來預(yù)測柏林、東京和布宜諾斯艾利斯等不同地區(qū)的氣候和天氣。
地球：最后的疆域
為了幫助應(yīng)對此類挑戰(zhàn)，黃仁勛概述了 NVIDIA 如何構(gòu)建更加強(qiáng)大的系統(tǒng)來訓(xùn)練 AI 模型、模擬物理問題和實(shí)現(xiàn)交互式可視化。他表示：“這些新型超級計(jì)算機(jī)剛剛上線。這是你能夠想象得到的最新計(jì)算技術(shù)。”
黃仁勛在演講結(jié)束時(shí)感謝了該領(lǐng)域的主要研究人員并幽默地為 EVE 倡議了一項(xiàng)使命宣言。 “地球，最后的疆域，這是 EVE 的航程”。它的“使命是突破氣候建模服務(wù)的計(jì)算極限，尋找新的方法和技術(shù)來研究大到全球范圍內(nèi)、小到地方區(qū)域的氣候狀況，讓人們當(dāng)下就能了解所采取的應(yīng)對措施是否奏效，以及未來應(yīng)如何調(diào)整，并勇敢地探索前人未曾涉足的疆域。” 點(diǎn)擊“閱讀原文”，或掃描下方海報(bào)二維碼，觀看 NVIDIA 創(chuàng)始人兼 CEO 黃仁勛在 COMPUTEX 2023 的主題演講直播回放，主題演講中文字幕版已上線，了解 AI、圖形及其他領(lǐng)域的最新進(jìn)展！
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