03 آوریل 2024 -حمایت شده توسط: DestinE
طرح Destination Earth (DestinE) اتحادیه اروپا یک پتابایت داده در روز تولید خواهد کرد. این 1000 ترابایت یا معادل 11000 فیلم 4K است که برای تماشای آن بیش از 2.5 سال طول می کشد. موتور دوقلوی دیجیتال جدید DestinE این داده‌ها را هر روز بر روی ابررایانه‌هایی که شبیه‌سازی‌های دیجیتالی را اجرا می‌کنند پردازش می‌کند تا رویدادهای آب و هوایی شدید را در شرایط آب و هوایی در حال تغییر کشف کنند.
نیلز ودی، سرپرست فناوری دیجیتال DestinE مرکز پیش‌بینی‌های هوای متوسط ECMWF در اروپا می‌گوید: «تقاضای ابر رایانه‌ها، به‌ویژه برای وظایف یادگیری ماشینی، طی شش ماه گذشته به‌طور قابل‌توجهی افزایش یافته است و احتمالاً در سال 2024 افزایش می‌یابد، زیرا کاربران هوش مصنوعی بیشتری به این دستگاه‌ها می‌روند».
منابع محاسباتی مورد نیاز برای DestinE توسط شرکت مشترک EuroHPC با تخصیص چهار امکانات ابررایانه جدید، که از قدرتمندترین‌های جهان هستند LUMI، Leonardo، Mare Nostrum 5 و MeluXina ارائه می‌شود. ودی توضیح می‌دهد که بهره‌برداری کامل از پتانسیل این نسل جدید ابررایانه‌ها برای مدل‌های پیچیده سیستم زمین فیزیکی نیازمند تلاش‌های عمده برای تطبیق کدهای فعلی و امکان اجرای شبیه‌سازی‌ها بر روی معماری‌های محاسباتی جدید است. چارچوب‌های یادگیری ماشینی این کار را آسان‌تر می‌کنند، اما همچنان به تلاش‌های سفارشی برای بهره‌برداری از پتانسیل کامل نیاز دارند. این یکی از چندین کار پشتیبانی شده توسط Digital Twin Engine جدید، جزء ضروری سیستم DestinE است که توسط ECMWF و شرکای آن توسعه یافته است.
ویدی با نظارت بر پیشرفت‌های موتور دوقلوی دیجیتال در ECMWF یکی از مزایای استفاده از ابررایانه‌های مدرن را توضیح می‌دهد که مشکلات پیچیده را به هزاران کار محاسباتی تقسیم می‌کند که می‌توانند به صورت موازی برای نتایج سریع‌تر پردازش شوند. سفر کاربر ممکن است با یک سوال ساده شروع شود که می تواند به شبیه سازی های سفارشی در یک ابر رایانه تبدیل شود. در موارد دیگر، کاربر ممکن است به یک «پل دیجیتال» هدایت شود که ممکن است به راحتی پاسخ را از رودخانه‌ای از داده‌هایی که یک ابررایانه دائماً تولید می‌کند، بیابد. او خاطرنشان می کند: «این پرس و جو به راحتی می تواند شامل دسترسی به سایر منابع اطلاعاتی در ابرهای توزیع شده باشد بدون اینکه کاربر لزوماً بداند اطلاعات در کجا تولید می شود.
Digital Twin Engine به استقرار دو “دوقلوهای دیجیتالی” اول زمین که در DestinE توسعه یافته اند کمک می کند. یکی از دوقلوهای دیجیتال بر شبیه سازی رویدادهای شدید ناشی از آب و هوا در مقیاس زمانی چند روز آینده تمرکز دارد، در حالی که دیگری شبیه سازی ها در مقیاس زمانی چند دهه آینده را هدف قرار می دهد تا به سیاست گذاران کمک کند تا در زمینه تغییرات آب و هوایی تصمیمات بهتری بگیرند. ، همانطور که در این مقاله ذکر شده است.
هر دو دوقلوی دیجیتال اطلاعاتی را در مقیاس کیلومتر تولید می کنند که در آن تأثیرات رویدادهای شدید و تغییرات آب و هوایی احساس می شود.Wedi می‌گوید: «در این شبیه‌سازی‌ها ناگهان ممکن است با گرداب‌ها، حرکات و الگوهایی مواجه شوید که قبلاً در نظر نگرفته‌اید. افزایش وضوح با افزایش پیچیدگی و نیازهای محاسباتی همراه است.
کل سیستم DestinE برای کمک به اعمال تکنیک‌های یادگیری ماشینی روی داده‌های دیجیتالی دوقلو طراحی شده است. الگوریتم‌های یادگیری ماشینی به طور بالقوه می‌توانند جریان‌ها و مجموعه‌های وسیعی از داده‌ها را تجزیه کنند و آن‌ها را بسیار سریع‌تر از هر اپراتور انسانی درک کنند. مدل‌های مبتنی بر یادگیری ماشین همچنین می‌توانند به تکمیل شبیه‌سازی‌ها با مدل‌های فیزیکی کمک کنند و از کمی‌سازی عدم قطعیت‌ها پشتیبانی کنند. Digital Twin Engine دسترسی مکرر و شدید به داده ها و قابلیت های با کیفیت بالا را که برای یادگیری ماشین در مقیاس مورد نیاز است، فراهم می کند.
ECMWF می‌گوید Digital Twin Engine که با همکاری شرکای سراسر اروپا در حال توسعه است، یک محیط نرم‌افزار دیجیتال پیشرفته و پیشرفته برای باز کردن پتانسیل کامل داده‌های دوقلوی دیجیتال Destination Earth است.
شبیه‌سازی‌های مورد استفاده متصل به دوقلوهای دیجیتال می‌تواند طیف گسترده‌ای از موضوعات، از انرژی گرفته تا کشاورزی و امنیت غذایی را پوشش دهد و به این بخش‌ها کمک کند تا پایدارتر عمل کنند. تیاگو کوئینتینو، رئیس توسعه در ECMWF توضیح می‌دهد: «پیشرفت‌های دوقلوی دیجیتالی پیش‌بینی‌های جهانی تولید برق را ممکن می‌سازد، به عنوان مثال برای مدیریت بازار انرژی‌های تجدیدپذیر سود می‌برند».
DestinE که تحت قرارداد سبز جاه طلبانه اتحادیه اروپا تأمین مالی می شود، توسط ECMWF، آژانس فضایی اروپا و سازمان اروپایی بهره برداری از ماهواره های هواشناسی EUMETSAT، با همکاری بیش از 116 موسسه و صدها متخصص در سراسر اروپا اجرا می شود.
کوئینتینو به یاد می آورد: «زمانی که 12 سال پیش به ECMWF پیوستم، روزانه 20 ترابایت داده تولید می کردیم. “با DestinE و سیستم اطلاعاتی جدیدی که رونمایی خواهد کرد، میزان داده های تولید شده در روز بی سابقه خواهد بود.”
