Генеральный директор Nvidia Дженсен Хуан смог похвастаться многими технологиями, меняющими нашу жизнь, в своем выступлении на конференции по технологиям GPU (GTC) во вторник, но завершить выступление он решил обещанием помочь спасти мир.
“Мы создадим цифрового двойника для моделирования и прогнозирования изменений климата, — сказал он, представляя разработку как инструмент для понимания того, как смягчить последствия изменения климата. — Этот новый суперкомпьютер E2, Earth 2, станет цифровым двойником Земли, использующим физику искусственного интеллекта, созданную по модулю, со скоростью, в миллион раз превышающей скорость Вселенной. Все технологии, которые мы изобрели до этого момента, необходимы для того, чтобы сделать возможным E2. Я не могу представить себе более важных и важных новостей».
Использование цифровых близнецов для моделирования улучшений в реальном мире
Эта амбициозная цель Nvidia на 2022 год — сложная задача, которая в конечном итоге не только изменит подход к научным вычислениям, но и поможет Nvidia превратиться в вычислительную компанию с полным стеком. Хотя г-н Хуан потратил много времени на обсуждение концепции Omniverse, разработанной Nvidia для подключенных 3D-миров: он хотел дать понять, что та предназначена не только для цифровой игровой площадки, но и для моделирования улучшений в реальном мире. “Omniverse отличается от игрового движка. Omniverse построена в масштабе центра обработки данных и, надеюсь, в конечном итоге в планетарном масштабе”, — пояснил он.
«Земля-2» должна стать следующим шагом после «Кембриджа-1», суперкомпьютера Nvidia стоимостью 100 миллионов долларов, запущенного в июне и доступного исследователям здравоохранения в Великобритании. Nvidia предприняла эти усилия в партнерстве с разработчиками лекарств и академическими исследователями при участии GSK и AstraZeneca. На пресс-конференции г-н Хуан заявил, что новый суперкомпьютер на 100% финансируется Nvidia и будет специально разработан для моделирования в среде Omniverse. Он ничего не рассказал о сотрудничестве с другими компаниями или исследовательскими институтами. Подробности о местоположении и архитектуре системы будут раскрыты позже.
Отсутствие деталей заставило некоторых задуматься, не остается ли E2 лишь проектом. Технический аналитик Эддисон Снелл написал в твиттере: “Я считаю, что это заявление о намерениях. Если это реальное предложение, у меня есть вопросы, которые я задам, когда хорошо высплюсь”.
По определению, суперкомпьютер во много раз мощнее компьютеров общего назначения, используемых для обычных бизнес-приложений. При этом определение того, что представляет собой суперкомпьютер, постоянно меняется, как и производительность стека вычислений общего назначения — обычный iPhone сегодня будет более мощным, чем IBМ-суперкомпьютер, который обыграл в шахматы чемпиона мира Гарри Kaспарова в 1997 году, и намного более мощными, чем суперкомпьютеры, используемые для руководства миссией «Аполлон» в 1970-х годах.
Борьба с изменением климата с помощью цифрового двойника Земли
Многие из анонсированных Nvidia достижений направлены на то, чтобы сделать очень высокопроизводительные вычисления более доступными, например, позволяя компаниям использовать их в качестве облачного сервиса и применять для таких целей, как вычисления с нулевым доверием.
Современные суперкомпьютеры, как правило, построены из больших массивов серверов под управлением Linux, соединенных между собой очень быстрыми соединениями. По мере того, как суперкомпьютерные центры начинают открывать доступ для большего числа исследователей, поставщики облачных вычислений начинают предлагать услуги суперкомпьютеров. Платформа Nvidia Quantum-2, доступная сейчас, предлагает важные изменения в архитектуре суперкомпьютеров, напомнил г-н Хуан.
“Quantum-2 — это первая сетевая платформа, которая предлагает производительность суперкомпьютера и возможность совместного использования облачных вычислений, — рассказал г-н Хуан. — Раньше это было невозможно. До появления Quantum-2 вы получали либо высокую производительность голого металла, либо безопасную многопользовательность, но никогда не то и другое. С Quantum-2 ваш ценный суперкомпьютер будет облачным и будет использоваться гораздо лучше”.
Quantum-2 состоит из сетевой платформы InfiniBand с пропускной способностью 400 Гбит/с, которая состоит из коммутатора Nvidia Quantum-2, сетевого адаптера ConnectX-7, блока обработки данных BlueField-3 (DPU) и вспомогательного программного обеспечения.
Nvidia не подробно описала архитектуру E2, но г-н Хуан сообщил, что производить моделирование климата Земли достаточно подробно, чтобы сделать точные прогнозы на десять, 20 или 30 лет в будущем — чертовски сложная проблема.
“Моделирование климата намного сложнее, чем моделирование погоды, которое в значительной степени моделирует физику атмосферы, и точность модели может проверяться каждые несколько дней. Долгосрочное прогнозирование климата должно моделировать физику атмосферы Земли, океанов и вод, льда, суши, человеческой деятельности и всего их взаимодействия. Кроме того, разрешение моделирования от одного до десяти метров необходимо для включения таких эффектов, как низкие атмосферные облака, которые отражают солнечное излучение обратно в космос”.
Nvidia решает эту проблему, используя свой новый модульный фреймворк для разработки моделей машинного обучения по физике. Прогресс крайне необходим, учитывая, как быстро меняется климат Земли, например, в связи с засухами, вызванными испарением, и сокращением водохранилищ с питьевой водой.
“Разработка стратегий смягчения последствий и адаптации, возможно, является одной из величайших задач, стоящих сегодня перед человечеством, — сказал г-н Хуан. — Сочетание ускоренных вычислений, физики ML и гигантских компьютерных систем может дать нам скачок в миллион раз — и дать нам шанс».