NVIDIA Acelera Principais Supercomputadores de Previsão do Tempo do Mundo

por Gilad Shainer

Quando pensamos em previsão do tempo, geralmente o que nos vem à mente são as imagens de satélite do jornal da cidade. Porém, outra tecnologia transformou a tarefa de prever e simular o tempo: a supercomputação.

Os modelos de tempo e clima fazem uso intensivo de computação e dados. A qualidade da previsão depende da complexidade do modelo e da alta resolução. A resolução depende do desempenho dos supercomputadores, e o desempenho dos supercomputadores depende da tecnologia de interconexão para transmitir dados com rapidez, eficácia e escalabilidade entre os recursos de computação.

É por isso que muitos dos principais serviços meteorológicos do mundo escolheram a rede NVIDIA Mellanox InfiniBand para acelerar suas plataformas de supercomputação, como a Agência Estatal de Meteorologia da Espanha, a Administração Meteorológica da China, o Instituto de Meteorologia da Finlândia, a NASA e o Instituto Real de Meteorologia dos Países Baixos.

As vantagens tecnológicas da InfiniBand fizeram dela um verdadeiro padrão para as aplicações de pesquisa meteorológica e previsão do tempo, oferecendo desempenho, escalabilidade e resiliência superiores aos de outras tecnologias de interconexão.

O Serviço Meteorológico de Pequim selecionou a tecnologia de interconexão HDR InfiniBand de 200 gigabits para acelerar sua nova plataforma de supercomputação, que será usada para aprimorar a previsão do tempo, melhorar as pesquisas meteorológicas e ambientais e atender às necessidades de informações sobre previsão do tempo das Olimpíadas de Inverno de 2022, em Pequim.

O Meteo France, o serviço meteorológico nacional da França, selecionou a InfiniBand HDR para acelerar seus dois novos supercomputadores de grande porte. A agência oferece serviços de previsão do tempo para empresas dos setores de transporte, agricultura, energia e muito mais, além de vários canais de mídia e eventos culturais e esportivos mundiais. Um dos sistemas apareceu na lista TOP500 deste mês.

“Usamos a InfiniBand há muitos anos para conectar nossas plataformas de supercomputação da maneira mais eficiente e dimensionável possível, o que nos possibilita realizar pesquisas meteorológicas e simulações de previsão do tempo de alto desempenho”, afirmou Alain Beuraud, Gerente de Projetos de Computação de Alto Desempenho da Meteo France. “Ficamos felizes em poder aproveitar as vantagens da tecnologia HDR InfiniBand, seus mecanismos de aceleração de computação em rede, latência extremamente baixa e recursos avançados de roteamento para capacitar nossas próximas plataformas de supercomputação.”

O HDR InfiniBand também acelerará o novo supercomputador do Centro Europeu de Previsões Meteorológicas em Médio Prazo (ECMWF, European Center for Medium Range Weather Forecasts). Com implementação prevista para este ano, o sistema ajudará pesquisadores de previsão do tempo de mais de 30 países da Europa. Ele aumentará a capacidade de computação das pesquisas de clima do centro em cinco vezes, tornando-o um dos supercomputadores meteorológicos mais potentes do mundo.

A nova plataforma possibilitará a realização de quase o dobro de previsões probabilísticas do tempo de alta resolução em menos de uma hora, aumentando a capacidade de monitorar e prever fenômenos meteorológicos cada vez mais intensos e possibilitando que países europeus protejam melhor o patrimônio e a vida dos cidadãos.

“Precisamos da melhor capacidade de supercomputação e das melhores tecnologias disponíveis para nossas atividades de previsão numérica do tempo”, explicou Florence Rabier, Diretor Geral da ECMWF. “Com nossos novos recursos de supercomputação, poderemos realizar previsões de resolução mais alta em menos de uma hora e oferecer previsões do tempo mais precisas.”

“Os governos e a sociedade continuam enfrentando os impactos de um clima cada vez mais intenso, e temos orgulho de poder confiar em um supercomputador desenvolvido para maximizar a eficiência energética”, complementou.

A equipe de tecnologia de rede da NVIDIA Mellanox também vem colaborando com o Centro Alemão de Computação para Pesquisa Climática para otimizar o desempenho do aplicativo ICON, o primeiro projeto de uma colaboração de várias fases. O ICON é um modelo unificado de previsão do tempo e do clima desenvolvido em parceria pelo Max-Planck-Institut für Meteorologie e o Deutscher Wetterdienst, o serviço meteorológico nacional da Alemanha.

Com a otimização dos módulos de transferência de dados do aplicativo para o uso da InfiniBand, a equipe observou um aumento de quase 20% no desempenho geral dos aplicativos.

O design da InfiniBand foi criado a partir de quatro conceitos básicos: um design inteligente de endpoint capaz de executar todos os mecanismos de rede; uma rede de switches definida por software desenvolvida para se adaptar à escala; gerenciamento centralizado que possibilita o controle e a operação da rede a partir de um único local; e tecnologia padrão, garantindo compatibilidade com tecnologias mais antigas e mais novas e com códigos e APIs abertos.

São esses conceitos básicos que ajudam a InfiniBand a oferecer o mais alto desempenho de rede, latência extremamente baixa e alta taxa de mensagens. A única interconexão de 200 Gb/s de alta velocidade do mercado atual, a InfiniBand oferece a mais alta eficiência de rede com roteamento avançado, completo e adaptável, controle de congestionamento e qualidade de serviço.

Neste ano, a expectativa é que mais agências meteorológicas mundiais anunciem suas novas plataformas de supercomputação com a InfiniBand HDR. Enquanto isso, saiba mais sobre a tecnologia de computação de alto desempenho NVIDIA Mellanox InfiniBand.