模擬整個地球：英偉達Earth-2超級計算機即將上線
「如何讓我們的未來在今天就變成現實呢？答案就是模擬，」英偉達創始人、CEO 黃仁勛說道。
上周二的 GTC 大會上，英偉達提出了一系列用于構建元宇宙的工具。最近的消息是，英偉達已經在著手設計全球最大的虛擬世界了。
「我們將建立一個數字孿生來模擬和預測氣候變化，」黃仁勛表示，英偉達的新目標是構建減輕氣候變化影響的工具。
這臺新的超級計算機被命名為 Earth 2，即地球的數字孿生。在 Omniverse 中以百萬倍的速度運行 Modulus 創建的 AI 物理環境。到目前為止，我們發明的所有技術都是使 E2 成為可能的必要條件。這是一項前所未有的工程。
英偉達的新目標是一項艱巨的挑戰，其不僅會影響科學計算，還會是英偉達轉型成為全棧計算公司的重要事件。最近一段時間，用 Omniverse 相互連接的元宇宙是最火熱的概念，但需要注意的是，它并不是《頭號玩家》里那樣僅用于游戲的虛擬環境，而且是一個可幫助模擬現實世界的工具。
「Omniverse 不同于游戲引擎，它旨在實現數據中心規模的模擬環境，最終有望實現全球模擬。」黃仁勛說道。
實現這種任務的計算機必須擁有不同以往的能力。如今通常意義上的超算一般由運行 Linux 系統的大型服務器陣列構建而成，在機柜直接會有超大帶寬的連接。而隨著超級計算中心開始向更多研究人員開放，超級計算服務正在逐漸變得「云服務化」，英偉達提出的 Quantum-2 平臺，即將為超級計算機架構帶來了重要變化。
Quantum-2 擁有 64 個帶寬高達 400Gbps 的 InfiniBand 網絡端口，該平臺由 Nvidia Quantum-2 交換機、ConnectX-7 網絡適配器、BlueField-3 數據處理單元 (DPU) 和支持軟件組成。它不僅可以提升網絡速度，還將連接界面提升 3 倍，并使運算性能提高 3 倍，使資料中心交換器需求減少 6 倍，可分別降低 7% 的資料中心的能耗與空間。
更重要的是，借助多租戶性能隔離功能，Quantum-2 可確保每個用戶的運算過程不會相互影響。
「Quantum-2 是第一個提供超級計算機性能和云計算共享性的網絡平臺，」黃仁勛說道。「這在以前是不可能實現的。在 Quantum-2 之前，您要么獲得裸機高性能，要么獲得安全的多租戶，但不能兩者兼得。使用 Quantum-2，超級計算機將是云原生的，并且可以得到更好的利用。」
英偉達還沒有詳細說明 E2 的具體架構，但很顯然，對整個地球進行詳細的環境建模并預測未來幾十年的氣候變化是一個非常困難的問題。
「與主要模擬大氣物理的天氣預測不同，氣候模型是針對大氣、水、冰、陸地和人類活動，從物理、化學和生物學等方面進行數十年的模擬，」黃仁勛說道。「目前，氣候模擬的分辨率為 10-100 公里。但是要模擬全球從海洋、海冰、陸地表面、地下水、大氣和云層的整個水循環過程，就需要更高的分辨率。
對此，英偉達希望使用全新的 Modulus 框架來開發物理機器學習模型以解決這個問題。鑒于地球氣候變化如此之快，例如蒸發引起的干旱和飲用水水庫下降了 150 英尺，我們迫切地需要取得進展。
「通過結合 GPU 加速計算、深度學習和內嵌物理信息的神經網絡的突破以及人工智能超級計算機三大技術，再加上大量可供學習的觀測和模型數據，我們可以實現百萬倍的加速，」黃仁勛說道。「有了超高分辨率氣候模型，我們或許就能實現 10 億倍量級的飛躍。國家、城市和村鎮可以獲得預警，提前應對并提高基礎設施的抵御能力。有了更準確的預測，人們和國家也會更迫切地采取行動。」
參考內容：https://blogs.nvidia.com/blog/2021/11/12/earth-2-supercomputer/
