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O Sino dará início a alguns dos projetos de investigação climática mais inovadores num dos supercomputadores mais poderosos do mundo a partir deste ano.
O novo Prêmio Gordon Bell de Modelagem Climática será concedido anualmente por um período de 10 anos, começando em 2023, para reconhecer os esforços de cientistas climáticos e engenheiros de software no amplo domínio.
As candidaturas vencedoras do prémio abordarão o impacto e a influência potencial na modelização climática, nos campos aliados e na sociedade em geral, com um olhar atento sobre como isto é facilitado pela utilização da supercomputação, nomeadamente na forma como a computação paralela ajuda a abordar as questões climáticas globais.
Entre os projetos notáveis concorrendo ao prêmio está um equipe do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) e de sete outros laboratórios nacionais do Departamento de Energia (DOE), todos selecionados para o primeiro Prêmio Gordon Bell de Modelagem Climática da Associação para Máquinas de Computação (ACM).
A nomeação reconhece alguns trabalhos pioneiros na operação de um modelo de atmosfera global de alta resolução no primeiro supercomputador exaescala do mundo. Para aqueles que não acompanham a supercomputação ou a modelagem climática, os modelos da Terra inteira são particularmente desafiadores por uma série de razões – sendo a escalabilidade do modelo apenas parte da equação.
A submissão liderada pelo LLNL, supervisionada pelo principal cientista computacional do Energy Exascale Earth System Model (E3SM), Mark Taylor, documenta o desempenho histórico do Simple Cloud Resolving E3SM Atmosphere Model (SCREAM) no primeiro supercomputador exaescala dos EUA, apelidado de Frontier, em Oak Ridge National Laboratory, que tem capacidade computacional de 1,2 exaFLOP (1,2 quintilhões de cálculos por segundo).
SCREAM, liderado pelo pesquisador do LLNL Peter Caldwell, integra parâmetros avançados para dinâmica de fluidos, microfísica, turbulência úmida e radiação, estabelecendo assim um modelo abrangente de circulação atmosférica geral destinado a simulações de alta resolução em sistemas exaescala.
Um aspecto distintivo do desenvolvimento do SCREAM é o seu design portátil de desempenho, que, segundo a equipe, permite uma modelagem atmosférica global ultra-detalhada, o primeiro desse tipo a funcionar em um supercomputador em exaescala com uma resolução superior a 5 quilômetros.
Este design permite que ele opere de forma eficaz em sistemas de GPU NVIDIA e AMD, ultrapassando um ano simulado por dia de rendimento. Pense nisso por um momento.
Devido a um recorde no início deste ano, o SCREAM avançou para a posição finalista, com a submissão atualizada exibindo um aumento de 54% na velocidade, alcançando uma taxa de desempenho de 1,26 anos simulados por dia em 8.192 nós Frontier.
Destacando o diferencial do SCREAM, Caldwell destacou sua construção em C++ e a integração da biblioteca Kokkos, que facilita a operação eficiente em diversas arquiteturas de computadores. Esta escolha arquitetônica permitiu operações mais rápidas no Frontier em comparação com outros modelos climáticos, tornando-o um recurso valioso para outros centros de modelagem que aspiram a uma transição eficaz para plataformas de computação mais recentes.
Originado dos esforços colaborativos da equipe E3SM, uma iniciativa DOE multilaboratorial liderada pelo cientista do LLNL e conhecido pioneiro em HPC e ciência de dados, David Bader, o projeto se concentra na modelagem, simulação e previsão climática pioneira para máquinas em exaescala.
A iniciativa é apoiada pelo Escritório de Pesquisa Biológica e Ambiental do DOE dos EUA, incluindo especialistas de vários laboratórios nacionais como LLNL, Sandia e outros. A equipe indicada do LLNL inclui cientistas como Aaron Donahue, Chris Terai e Renata McCoy.
A equipe afirma que este desenvolvimento representa um avanço significativo na modelagem climática, marcando um marco crítico para o projeto E3SM, que busca aplicar ciência da computação avançada aos desafios de simulação climática. Isto inclui simulações de alta resolução capazes de representar com precisão grandes circulações convectivas e outros eventos atmosféricos vitais, aprimorando certos níveis de precisão que faltam nos grandes modelos climáticos existentes.
A razão pela qual o foco está na resolução é porque restringi-la é essencial para prever elementos climáticos cruciais que poderão afectar os EUA nos próximos anos, incluindo fenómenos meteorológicos extremos e subidas do nível do mar.
O prêmio, no valor de US$ 10.000, cortesia de Gordon Bell, será concedido pela primeira vez no evento SC23 em Denver (venha e saia com Strong The One e o pessoal do TNP quando você estiver lá, certo?) e com nomeações avaliadas com base em seu potencial para influenciar o domínio da modelagem climática e campos associados. ®
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