Как там погодка?

АрхивЧеловек и Общество

Японский Earth Simulator, который является самым мощным компьютером на планете, демонстрирует первые результаты своей работы.

На прошлой неделе в Кембриджском университете, Великобритания, состоялся симпозиум, посвященный вопросам климата и особенностей его текущей динамики на планете. Среди прочих тем, рассматриваемых на симпозиуме, значительное внимание было уделено первым результатам моделирования климатических процессов на базе японского суперкомпьютера Earth Simulator. По мнению многих участников конференции, представленные данные являются "очень любопытными". Впервые учёные смогли наблюдать, как на модели климата планеты, генерируемой Earth Simulator, происходило возникновение и развитие урагана.

Самый мощный компьютер на планете

По данным последнего варианта (июль 2003) списка 500 мощнейших вычислительных систем планеты, Earth Simulator продолжает уверенно удерживать лидерство со значением максимальной скорости вычислений в 35,6 Тфлопс и пиковой в 40,96 Тфлопс (35,6 Тфлопс составляет 36 500 млрд. операций с плавающей запятой в секунду). Следующий в списке - ASCI Q производства компании Hewlett-Packard имеет показатели максимальной и пиковой производительности в 13,88 Тфлопс и 20,48 Тфлопс соответственно (о создании в США нового суперкомпьютера ASCI Purple, вычислительная мощность которого будет превышать 100 терафлопс, можно прочитать здесь).

Вот некоторые характеристики Earth Simulator:
- 5 120 500-мегагерцовых процессоров - по 8 в 640 компьютерах (модулях) NEC SX-5;
- 8 Гфлопс/1 процессор;
- 2 Гб оперативной памяти/модуль (всего 10 Тб);
- 700 Тб дискового пространства;
- 83 000 соединяющих кабелей;
- пропускная способность соединений - 16 Гб/с;
- операционная система - SUPER-UX (модификация UNIX, специально разработанная NEC);
- занимаемая площадь - около 4 теннисных кортов (50х65х17 м), 3 этажа.

Earth Simulator является специализированной системой - его непосредственное предназначение заключается в сверхточном моделировании климатических, а также тектонических изменений, происходящих на планете.

Впервые идея создания Earth Simulator были выражена ещё в 1996 году. Авторами проекта являются три японские государственных организации - NASDA (National Space Development Agency of Japan, Национальное агентство по космическим разработкам Японии), JAERI (Japan Atomic Energy Research Institute, Японский институт по исследованию атомной энергии) и JAMSTEC (Japan Marine Science and Technology Center, Японский научно-технологический центр морских исследований). Открытие работ состоялось в апреле 1997 года, после утверждения его бюджета. Право на создание суперкомпьютера получила компания NEC. Официальной датой первого запуска Earth Simulator принято считать 11 марта 2002 года. Японии проект обошелся в 40 миллиардов йен (около 350 млн. долларов).

Earth Simulator - Хаббл в моделировании погоды

"Раздельная способность" большинства современных климатических моделей, то есть размер элементарных ячеек, из которых построена модель, составляет сотни квадратных километров. В отличие от них, Earth Simulator способен оперировать моделями, сегмент которых имеет сторону всего около 10 км (6 миль). Последнее даёт возможность моделировать климатические процессы с невиданным ранее уровнем детализации, например, наблюдать за локальными циклонами и ураганами на ранних стадиях их образования. По словам проф. Юлии Слинго (Julia Slingo), директора NCAS (Natural Environment Research Council's Centres for Atmospheric Science), Великобритания, "это значит, что предвидение погодных катаклизмов вроде урагана Изабель может стать возможным уже в достаточно скором будущем ".

Имеющиеся системы погодного прогнозирования уже сейчас способны достаточно точно предвидеть характер изменений погоды, однако их способность "заглядывать в будущее" ограничивается десятками или, в лучшем случае, сотнями часов. Earth Simulator открывает новую эру в прогнозировании погоды, поскольку благодаря внушительной вычислительной мощности способен симулировать целые "годы климата".

Некоторые учёные сравнивают перспективы Earth Simulator в моделировании климата Земли с возможностями, которые появились у исследователей космоса благодаря запуску космического телескопа Хаббл. Учёные надеются, что с его помощью удастся спрогнозировать, насколько вероятно увеличение количества и силы ураганов в связи с глобальным потеплением, а также в каких областях планеты этот эффект может проявляться наиболее сильно. По словам Кейко Такахаши (Keiko Takahashi), одного из исследователей, работающих с Earth Simulator, они уже провели несколько экспериментов, моделирующих климат планеты через 50 лет.

Кроме прогнозирования предстоящих изменений климата, Earth Simulator также можно использовать и для моделирования климата прошлого, что позволит установить большое количество весьма любопытных фактов. Ещё один аспект использования данного суперкомпьютера - моделирование землетрясений.

Более конкретные прогнозы относительно погодных процессов ближайшего будущего, вероятно, смогут подсказать правительствам стран более адекватные варианты реагирования на погодные катаклизмы, которые в наше время становятся уже привычными.

P.S. Желающие увидеть некоторую демонстрацию работы Earth Simulator могут посмотреть flash-анимацию модели циркуляции Мирового океана.