لومی، یکی از قدرتمند‌ترین و سریع‌ترین ابررایانه‌های دنیا، به دانشمندان این امکان را می‌دهد تا با ساخت یک همزاد دیجیتال از سیاره‌ی زمین، تاثیر فعالیت‌های انسان بر تغییرات آب‌و‌هوایی را بهتر درک کنند.
لومی یکی از سریع‌ترین ابررایانه‌های جهان، هم‌اندازه‌ی زمین تنیس است و سیستم ذخیره ساز آن ۱۱۷ پتابایت ظرفیت دارد. پِکا مانییِن، مدیر دپارتمان محاسبات فرماندهی لومی در مرکز داده‌ی CSC (مرکز فن‌آوری اطلاعات در علم) است، مکانی واقع در کاجانی فنلاند، که سیستم در آن راه‌اندازی شده است. وی نکته‌ی شگفت‌انگیز‌تری درباره‌ی این ابررایانه می‌گوید: «لومی از سبز‌ترین رایانه‌های فوق‌کارآمدی است که تا به امروز مشغول به کار شده و صددرصد قدرتش را از نیروی برق‌آبی و غیرفسیلی تامین می‌کند.»
مانییِن طی برنامه ی Tech Talk با رابرت کریستینسن، معاون راهبردی در اداره‌ی CTO شرکت HP، با ارائه‌ی شمایی کلی، توضیح می‌دهد چگونه از لومی در بررسی مشکلات پیچیده‌ای مثل تغییرات آب‌و‌هوایی استفاده می‌شود و آن را به عنوان الگویی از ماشین‌های محاسبات فوق‌سنگین در سرتاسر دنیا معرفی می‌کند که مصرف انرژیشان بهینه است.
چاقوی سوئیسیِ ابررایانش
مانییِن می‌گوید: «لومی از ابتدا با این ایده طراحی شده است که مثل چاقوی سوئیسی باشد.» یعنی لومی به شیوه‌های متفاوت برای طیف وسیعی از کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد…از پژوهش‌های بهداشت و درمان و پیش‌بینی وضعیت آب‌و‌هوا گرفته تا توسعه‌ی وسایل نقیله‌ی خودران و برنامه‌ریزی شهری و روستایی.
وی می‌گوید پلتفرم تحلیلی و یکپارچه‌ی لومی از طریق یادگیری ماشینی و مدل‌سازی‌های سنتی‌تر داده مانند پشتیبانی از پیشرفته‌ترین شبیه‌سازی‌های بزرگ‌مقیاس، امکان تجزیه و تحلیل مجموعه‌‌‌داده‌ها و مخازن بزرگ داده را فراهم می‌کند.
با در نظر گرفتن این حجم عظیم دادهها، سوال همیشگی کارشناسان این است چگونه می‌شود تمام این اطلاعات را جابه‌جا و مدیریت کرد؟
مانییِن می‌گوید: «پرواضح است که برای سازمان‌دهی دادهها و امکانات ابررایانشی، نیازمند ظرفیتی شبیه به رایانش مرزی هستیم: در چه موقعیتی از شبیه‌سازی برای تولید داده‌های جدید استفاده کنیم و از کجا داده‌هایی را به دست آوریم که باید با ظرفیت ابررایانشی پردازش شوند؟ احتملاً چالش‌برانگیز‌ترین مشکلات مدیریت داده، نیازمند راه‌حل‌های منحصر‌به‌فردی خواهند بود که رایانش مرزی، رایانش ابری و امکانات ابررایانشی را به هم پیوند می‌دهد.»
حل مشکلات جهان واقعی
یکی از مهم‌ترین چالش‌هایی که به یاری لومی با آن مقابله خواهیم کرد، تغییرات آب‌و‌هوایی است.
مانییِن خاطرنشان می‌سازد: «در مسئله‌ی تغییرات آب‌و‌هوایی وقتی برای تلف کردن نداریم.» دانشمندان نیاز دارند که برای یافتن راه حل‌ها، تک‌تک اطلاعات و نظریاتی را که میتوانند جمع‌آوری کنند و از طریق سرمایه‌گذاری‌های قابل‌توجه عمومی، به توسعه‌ی مدل‌سازی با دقت و وضوح بالا از اقیانوس‌های کره‌ی زمین، یخ‌کره یا کریوسفر، جرم خاک و اتمسفر جهانی بپردازند.
اتحادیه‌ی اروپا برای نیل به این هدف، برنامه‌‌ای راه‌اندازی می‌کند به نام Destination Earth تا به گفته‌ی مانییِن: «همزاد دیجیتال کره‌ی زمین» را بسازد. دانشمندان امیدوارند با استفاده از این مدل، چگونگی سازگاری آب‌و‌هوا با رفتار بشر را بهتر درک کنند.
وی تشریح می‌نماید: «اگر مولفه‌ای را تغییر ندهیم، می‌توانیم با یک پیش‌بینی اساسی و بسیار بسیار دقیق، به مدلی از وضعیت آب‌و‌هوا دست پیدا کنیم. حالا اگر متغیر بخصوصی مثل متغیر درختان را تغییر دهیم چه خواهد شد؟ آیا می‌توانیم بگوییم اگر تعداد زیادی درخت بکاریم، تاثیرش بر آب‌و‌هوا چه خواهد بود؟ یا اگر آتشفشانی فوران کند، چه بلایی سر آب‌و‌هوا می‌‌آورد یا چه تاثیری به جا خواهد گذاشت؟ اگر بنا بود تعداد اتومبیل‌های کربن‌سوز را کاهش دهیم، چه اتفاقی می‌افتاد؟»
مانییِن می‌گوید: «حالا که ابررایانه‌هایی مثل لومی به متخصصان وضعیت اقلیمی این امکان را می‌دهند که پیش‌بینی‌هایی بهتری از تاثیر فعالیت‌های انسانی داشته باشند، نقشه‌‌‌ی راهی خواهیم داشت تا تصمیم های سیاسی درستی اتخاذ کنیم و به طریقی از تاثیر یا شدت تغییرات آب‌و‌هوایی بکاهیم.»
وی اضافه می‌کند: «می‌خواهم بگویم که دستمان کاملاً باز است. حالا که فناوری لازم را داریم تا چنین مدل‌‌های جهانی پیشرفته‌ای بسازیم، این امکان همیشه فراهم است که با اضافه کردن قابلیتی کوچک‌تر، به درک مسئله ای فرعی یا تاثیرگذار بپردازیم…مثلاً گوناگونی زیستی یا برخی فعالیت‌های بشر در زمینه‌ی کشاورزی، ماهیگیری و از این قبیل.»
محاسبات سنگین کربن‌خنثی
لومی نه تنها نظرگاه‌های تازه‌ای درباره‌ی تغییرات اقلیمی در اختیارمان می‌گذارد، بلکه پایگاه آن نیز مانند الگویی برای دیگر سیستم‌های ابررایانشی عمل می‌کند تا یاد بگیرند چگونه با کاهش یا حذف انتشار کربن، تاثیرات منفی را بر کره ی زمین کمتر کنند. مانینن می گوید با استفاده ۱۰۰ درصدی از انرژی برق‌آبی، مرکز داده CSC به سایر نقاط جهان نشان می دهد که می توان سیستم های HPC بزرگ را کاملاً به صورت کربن‌خنثی یا حتی کربن‌منفی راه‌اندازی کرد. به گفته مانینن، شهرکاجانی که لومی در آن قرار دارد، از گرمای اضافی این ابررایانه استفاده خواهد کرد تا مصرف سوخت‌های فسیلی را به میزان ۲۰ درصد کاهش دهد. وی می‌گوید هر چند تجاری‌سازیِ ایدهی کربن‌خنثی قدمی مهم است: «اما همگام با این قدم می‌خواهیم ایدهی آن را اثبات کنیم و همگان را به انجام پروژه‌ی کربن‌خنثی تشویق کنیم، چه در انجام محاسبات سنگین و یا در انبار‌‌های بزرگ‌مقیاس داده.»
بدون دیدگاه