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加速する気候研究：AIとデジタルツインの強力な影響

NVIDIAの創業者兼CEOであるジェンセン・フアンは、Earth Virtualization Enginesイニシアチブのベルリン・サミットでAIとアクセラレーション・コンピューティングが気候研究に革命をもたらすと語った。同氏は特に気候モデリングの重要性と、政策立案者、研究者、産業界への影響を強調した。

そして気候研究で画期的な進歩を達成するために必要な3つの重要な進歩について概説した。１つ目は、わずか数平方キロメートルの高解像度で気候をシミュレートできることだ。２つ目は、膨大な量のデータの事前計算が可能になったこと。そして、３つ目は、NVIDIA Omniverseを使ったデータの視覚化と操作である。

Earth Virtualization Enginesイニシアチブ（EVE）は、世界中の参加者を集めて、持続可能な地球管理のために簡単にアクセスできるキロメートルスケールの気候情報を提供する。Huang氏は、EVEとNVIDIAの Earth-2プロジェクトとのコラボレーションは、3つの根本的なブレークスルーに基づいて適切なタイミングで実行されたと述べた。

そしてアクセラレーションコンピューティングが、ICON、IFS、NEMO、MPAS、WRF-Gなどの気候関連アプリケーションに既に恩恵をもたらしている。AIとHPCアプリケーション向けに設計された高速CPUであるNVIDIAの GH200 Grace Hopperスーパーチップは、テラバイトのデータを処理する際に最大10倍のパフォーマンスを実現する。NVIDIAは、複数のチップを接続することにより、最先端の気候研究向けに電力効率の高いシステムを提供する。

膨大な量のデータを効率的に処理するために、Huang氏はModulusとFourCastNetという２つのNVIDIAテクノロジーを挙げた。

Modulusは物理ベースの機械学習モデルを構築するためのオープンソースフレームワークである。FourCastNetはデータ駆動型の天気予報モデルだ。FourCastNetは、生データのみを使用して複雑な気象パターンを学習でき、従来のシミュレーションと組み合わせることで、より詳細な長期予測を提供する。

Huang氏は、FourCastNetがどのようにコリオリの力をモデル化してハリケーン「ハーベイ」の進路を正確に予測したかを紹介した。NVIDIAは、Modulusを使い 21日間の気象軌跡を、以前の数分の一の時間と大幅に少ないエネルギー消費で生成した。

NVIDIAのテクノロジーには、デジタルツインを通じて気候研究をよりアクセスしやすくする可能性もある。これらのインタラクティブなモデルは、Amazonの倉庫や都市環境における 5G信号伝播などの複雑なシステムをシミュレートする。Huang氏は、地球規模の気候データの高解像度視覚化を提示し、ベルリン、東京、ブエノスアイレスなどの場所の予測能力を実証した。