L’intelligenza artificiale e l’accelerated computing aiuteranno i ricercatori sul clima a realizzare i “miracoli” di cui hanno bisogno per ottenere risultati rivoluzionari nella ricerca sul clima, ha dichiarato il fondatore e CEO di NVIDIA Jensen Huang durante un keynote lunedì al Summit di Berlino per l’iniziativa Earth Virtualization Engines.
Huang ha parlato ai 180 partecipanti alla Harnack House di Berlino, un luogo di ritrovo storico per la comunità scientifica e di ricerca della regione. Per far progredire il suo lavoro, che Huang ha sottolineato essere di vitale importanza per i politici, per i ricercatori e per l’industria, il Summit di Berlino riunisce partecipanti da tutto il mondo per sfruttare l’intelligenza artificiale e il calcolo ad alte prestazioni per la previsione del clima.
Nel suo intervento, Huang ha delineato tre miracoli che dovranno verificarsi per consentire ai ricercatori sul clima di raggiungere i loro obiettivi, e ha accennato agli sforzi di NVIDIA per collaborare con i ricercatori sul clima e i responsabili delle politiche in materia, con le sue iniziative Earth-2.
Il primo miracolo richiesto sarà quello di simulare il clima in modo sufficientemente rapido e con una risoluzione sufficientemente alta, dell’ordine di un paio di chilometri quadrati.
Il secondo miracolo necessario sarà la capacità di precompilare grandi quantità di dati.
Il terzo è la capacità di visualizzare tutti questi dati in modo interattivo con NVIDIA Omniverse per “metterli nelle mani di politici, imprese, aziende e ricercatori”.
L’iniziativa Earth Virtualization Engines, nota come EVE, è una collaborazione internazionale che riunisce infrastrutture digitali incentrate sulla scienza del clima, l’HPC e l’AI con l’obiettivo di fornire, per la prima volta, informazioni climatiche su scala chilometrica facilmente accessibili per una gestione sostenibile del pianeta.
L’iniziativa promette di accelerare il ritmo dei progressi, sostenendo proiezioni climatiche coordinate con una risoluzione di 2,5 km. Si tratta di una sfida enorme, sottolinea NVIDIA, ma fondata su un’enorme base di progressi compiuti negli ultimi 25 anni.
Una vasta gamma di applicazioni beneficia già dell’elaborazione accelerata, fra cui ICON, IFS, NEMO, MPAS, WRF-G e altre ancora, e molta altra potenza di calcolo per queste applicazioni è in arrivo.
NVIDIA GH200 Grace Hopper Superchip è un’innovativa CPU accelerata progettata da zero per applicazioni AI e HPC su scala gigantesca: offre prestazioni fino a 10 volte superiori per le applicazioni che eseguono terabyte di dati.
È costruita per scalare e, collegando insieme un gran numero di chip, NVIDIA può offrire sistemi con un’efficienza energetica tale da accelerare il lavoro dei ricercatori nella ricerca sul clima.
Per aiutare i ricercatori a mettere rapidamente al lavoro grandi quantità di dati per sbloccare la comprensione, Huang ha parlato di NVIDIA Modulus, un framework open source per la creazione, l’addestramento e la messa a punto di modelli di apprendimento automatico basati sulla fisica, e di FourCastNet, un modello di previsione meteorologica globale basato sui dati, e di come i più recenti modelli basati sull’intelligenza artificiale possano imparare la fisica dai dati del mondo reale.
Utilizzando solo i dati grezzi, FourCastNet è in grado di apprendere i principi che regolano i modelli meteorologici complessi. Huang ha mostrato come FourCastNet sia stato in grado di prevedere con precisione il percorso dell’uragano Harvey modellando la forza di Coriolis, l’effetto della rotazione terrestre, sulla tempesta.
Tali modelli, se vincolati a “punti di controllo” regolari creati dalla simulazione tradizionale, consentono previsioni più dettagliate e a lungo raggio. Huang ha poi dimostrato come alcuni dei modelli dell’ensemble FourCastNet, eseguiti su GPU NVIDIA, abbiano anticipato un’ondata di caldo senza precedenti nel Nord Africa.
Eseguendo FourCastNet in Modulus, NVIDIA è stata in grado di generare traiettorie meteorologiche di 21 giorni di 1.000 membri dell’ensemble in un decimo del tempo precedentemente impiegato per eseguire un singolo ensemble, e con un consumo energetico 1.000 volte inferiore.
Infine, le tecnologie NVIDIA promettono di aiutare tutta questa conoscenza a diventare più accessibile con gemelli digitali in grado di creare modelli interattivi di sistemi sempre più complessi: dai warehouse Amazon al modo in cui i segnali 5G si propagano in ambienti urbani densi.
Huang ha poi mostrato una straordinaria visualizzazione interattiva ad alta risoluzione di dati climatici su scala globale nel cloud, zoomando da una vista del globo a una vista dettagliata di Berlino. Questo approccio può funzionare per prevedere il clima e il tempo in luoghi diversi come Berlino, Tokyo e Buenos Aires, ha detto Huang.
Per aiutare ad affrontare sfide come queste, Huang ha illustrato come NVIDIA stia costruendo sistemi più potenti per l’addestramento di modelli di intelligenza artificiale, la simulazione di problemi fisici e la visualizzazione interattiva.
“Questi nuovi tipi di supercomputer sono appena entrati in funzione“, ha dichiarato Huang. “È la tecnologia di computing più recente che si possa immaginare“.
Huang ha concluso il suo intervento ringraziando i principali ricercatori del settore e suggerendo scherzosamente un mission statement per EVE.
“Terra, l’ultima frontiera, questi sono i viaggi di EVE“, ha detto Huang. La sua “missione è spingere i limiti dell’informatica al servizio della modellazione climatica, cercare nuovi metodi e tecnologie per studiare lo stato globale-locale del clima per informare oggi l’impatto della mitigazione e dell’adattamento al domani della Terra, per andare coraggiosamente dove nessuno è mai andato prima“.
