L’IA et les jumeaux numériques pour libérer la prochaine vague d’innovation dans la recherche sur le climat

L’IA et les jumeaux numériques pour libérer la prochaine vague d’innovation dans la recherche sur le climat

L’IA et l’informatique accélérée aideront les chercheurs sur le climat à réaliser les miracles dont ils ont besoin pour réaliser des percées dans la recherche sur le climat, a déclaré le fondateur et PDG de NVIDIA, Jensen Huang, lors d’un discours liminaire lundi au sommet de Berlin pour l’initiative Earth Virtualization Engines.

“Richard Feynman a dit un jour que” ce que je ne peux pas créer, je ne le comprends pas “et c’est la raison pour laquelle la modélisation du climat est si importante”, a déclaré Huang à 180 participants à la Harnack House à Berlin, un lieu de rassemblement historique pour la région. communauté scientifique et de recherche.

“Et donc le travail que vous faites est d’une importance vitale pour les décideurs politiques et les chercheurs de l’industrie”, a-t-il ajouté.

Pour faire avancer ce travail, le Sommet de Berlin rassemble des participants du monde entier pour exploiter l’IA et le calcul haute performance pour la prévision climatique.

Dans son discours, Huang a décrit trois miracles qui devront se produire pour que les chercheurs du climat atteignent leurs objectifs, et a évoqué les propres efforts de NVIDIA pour collaborer avec les chercheurs et les décideurs du climat avec ses efforts Earth-2.

Le premier miracle requis sera de simuler le climat assez rapidement et avec une résolution suffisamment élevée – de l’ordre de quelques kilomètres carrés seulement.

Le deuxième miracle nécessaire sera la capacité de pré-calculer de grandes quantités de données.

Le troisième miracle nécessaire est la possibilité de visualiser toutes ces données de manière interactive avec NVIDIA Omniverse pour “les mettre entre les mains des décideurs, des entreprises, des entreprises et des chercheurs”.

La prochaine vague d’innovation climatique et météorologique

L’initiative Earth Virtualization Engines, connue sous le nom d’EVE, est une collaboration internationale qui rassemble une infrastructure numérique axée sur la science du climat, le HPC et l’IA visant à fournir, pour la première fois, des informations climatiques à l’échelle kilométrique facilement accessibles pour gérer durablement la planète.

“La raison pour laquelle Earth-2 et EVE se sont trouvés au moment idéal est que Earth-2 était basé sur 3 percées fondamentales”, a déclaré Huang.

L’initiative promet d’accélérer le rythme des avancées, préconisant des projections climatiques coordonnées à une résolution de 2,5 km. C’est un énorme défi, mais c’est un défi qui s’appuie sur une énorme base d’avancées au cours des 25 dernières années.

Une suite tentaculaire d’applications bénéficie déjà de l’informatique accélérée, notamment ICON, IFS, NEMO, MPAS, WRF-G et bien d’autres – et beaucoup plus de puissance de calcul pour ces applications est à venir.

Le NVIDIA GH200 Grace Hopper Superchip est un processeur accéléré révolutionnaire conçu dès le départ pour l’IA à grande échelle et les applications informatiques hautes performances. Il offre des performances jusqu’à 10 fois supérieures pour les applications exécutant des téraoctets de données.

Il est construit à l’échelle, et en connectant un grand nombre de ces puces ensemble, NVIDIA peut offrir des systèmes avec l’efficacité énergétique pour accélérer le travail des chercheurs à la pointe de la recherche sur le climat. “Pour le logiciel, cela ressemble à un processeur géant”, a déclaré Huang.

Pour aider les chercheurs à exploiter rapidement de grandes quantités de données afin de déverrouiller la compréhension, Huang a parlé de NVIDIA Modulus, un cadre open source pour la création de formations et d’un modèle d’apprentissage automatique basé sur la physique, et de FourCastNet, un système mondial de données. modèle de prévision météorologique piloté et comment les derniers modèles pilotés par l’IA peuvent apprendre la physique à partir de données du monde réel.

En utilisant uniquement des données brutes, FourCastNet est capable d’apprendre les principes régissant les modèles météorologiques complexes. Huang a montré comment FourCastNet était capable de prédire avec précision la trajectoire de l’ouragan Harvey en modélisant la force de Coriolis, l’effet de la rotation de la Terre, sur la tempête.

De tels modèles, lorsqu’ils sont liés à des «points de contrôle» réguliers créés par la simulation traditionnelle, permettent des prévisions plus détaillées à long terme. Huang a ensuite démontré comment certains des modèles de l’ensemble FourCastNet, fonctionnant sur des GPU NVIDIA, anticipaient une vague de chaleur sans précédent en Afrique du Nord.

En exécutant FourCastNet dans Modulus, NVIDIA a pu générer des trajectoires météorologiques sur 21 jours de 1 000 membres d’ensemble en un dixième du temps qu’il fallait auparavant pour créer un seul ensemble – et avec 1 000 fois moins de consommation d’énergie.

Enfin, les technologies NVIDIA promettent d’aider toutes ces connaissances à devenir plus accessibles avec des jumeaux numériques capables de créer des modèles interactifs de systèmes de plus en plus complexes – des entrepôts Amazon à la façon dont les signaux 5G se propagent dans des environnements urbains denses.

Huang a ensuite montré une superbe visualisation interactive haute résolution des données climatiques à l’échelle mondiale dans le cloud, en passant d’une vue du globe à une vue détaillée de Berlin. Cette approche peut fonctionner pour prédire le climat et la météo dans des endroits aussi divers que Berlin, Tokyo et Buenos Aires, a déclaré Huang.

Terre : l’ultime frontière

Pour aider à relever de tels défis, Huang a expliqué comment NVIDIA construit des systèmes plus puissants pour la formation de modèles d’IA, la simulation de problèmes physiques et la visualisation interactive.

“Ces nouveaux types de superordinateurs viennent tout juste d’être mis en ligne”, a déclaré Huang. “C’est une technologie informatique aussi récente que vous pouvez l’imaginer.”

Huang a terminé son discours en remerciant les principaux chercheurs de tous les domaines et en suggérant de manière ludique un énoncé de mission pour EVE.

“La Terre, l’ultime frontière, ce sont les voyages d’EVE”, a déclaré Huang. Sa “mission est de repousser les limites de l’informatique au service de la modélisation du climat, de rechercher de nouvelles méthodes et technologies pour étudier l’état du climat du global au local afin d’informer aujourd’hui de l’impact de l’atténuation et de l’adaptation sur l’avenir de la Terre, d’audacement allez là où personne n’est allé auparavant.

Pour en savoir plus sur Earth-2, visitez

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