הנשק הסודי נגד הצונאמי הבא: מחשב העל החזק בעולם

תמונה: Dreamstime

כשבועיים לאחר רעידת האדמה בעוצמה 8.8 שפקדה את חצי האי קמצ'טקה שברוסיה והובילה לחשש מגלי צונאמי ברחבי האוקיינוס השקט כולל ביפן, ארצות הברית, הוואי וניו זילנד, חוקרים שעובדים על מחשב העל החזק ביותר בעולם, El Capitan, הודיעו שהצליחו לפתח מערכת חדשה לחיזוי גלי צונאמי, שאמורה לשפר את זמני התגובה עבור קהילות הממוקמות על חופי ים.

בפוסט שפרסמו החוקרים הם הסבירו כי נכון להיום, במקרה של רעידת אדמה רחבת היקף לאורך צפון-מערב חוף האוקיינוס השקט של ארה"ב, ייתכן שלתושבים יהיו כ-10 דקות בלבד לפני שהגלים יגיעו, מה שמשאיר זמן מועט מאוד לפינוי. לדבריהם, מודל החיזוי החדש, שפותח במסגרת שיתוף פעולה בין המעבדה הלאומית לורנס ליברמור (LLNL), מכון Oden באוניברסיטת טקסס באוסטין, ומכון סקריפס לאוקיינוגרפיה באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, נועד לשפר את המודלים הקיימים לחיזוי צונאמי באמצעות מעקב בזמן אמת אחרי התנאים בשטח, ובכך להעניק לתושבים יותר זמן להגיע לשטח גבוה.

כל עדכוני ה-IT, תשתית וטכנולוגיה בערוץ הטלגרם של ITtime

הפיתוח כלל יצירת ספריית ענק של נתונים פיזיקליים שמקשרים בין תנועת קרקעית הים בעקבות רעידות אדמה לבין היווצרות צונאמי. כדי לבנות אותה, השתמשו החוקרים כמעט בכל כוח החישוב של El Capitan לפתרון בעיה הידועה בשם Bayesian inversion (היפוך בייסיאני).

בפשטות, היפוך בייסיאני הוא שיטה סטטיסטית שמאפשרת "לעבוד אחורה" מהתוצאה אל הסיבה. במקרה של צונאמי, במקום לנסות לחזות איזה גל ייווצר מרעידת אדמה ספציפית, המערכת מודדת את הגל שנוצר בפועל (התוצאה) ומשתמשת במודל כדי להסיק באופן מיידי מה היה הגורם המדויק שיצר אותו בקרקעית הים (הסיבה). הבנה מהירה ומדויקת זו של "טביעת האצבע" של רעידת האדמה מאפשרת לחזות את המשך התפשטות הצונאמי בדיוק חסר תקדים.

וכאן נכנס לתמונה El Capitan

El Capitan שנבנה על ידי חטיבת Cray של HPE עבור משרד האנרגיה האמריקאי והרשות הלאומית לאבטחת גרעין (NNSA), הושק בשנה שעברה ומצויד ביותר מ-43,500 יחידות APU מדגם MI300A של AMD. בסוף 2024 הוא דורג במקום הראשון ברשימת Top500 של מחשבי העל הידועים לציבור.

עם זאת, המטרה העיקרית של המחשב אינה מחקר ציבורי, אלא הבטחת כשירותו של מאגר הנשק הגרעיני של ארצות הברית ולכן לפני שהמערכת תנותק מהרשת ותתחיל במשימתה הרשמית, ניתנה לחוקרים ההזדמנות להעמיד אותה במבחן, להריץ מגוון רחב של עומסי עבודה למטרות מדעיות, ובהם גם חישובים של התפשטות גלי כבידה אקוסטיים, החיוניים לחיזוי צונאמי בזמן אמת.

על ידי ביצוע החישובים מראש ב-El Capitan, הצליחו המעבדות לפתח "תאום דיגיטלי" שיכול לחזות צונאמי בתוך שניות, באמצעות אשכולות GPU צנועים בהרבה. לטענת אחד החוקרים שלקח חלק בתהליך, מדובר ב"התאום הדיגיטלי הראשון ברמת מורכבות כזו שפועל בזמן אמת". בנוסף הוא הדגיש כי במסגרת ההסקה הבייסיאנית, ניתן יהיה גם לעקוב אחר תופעות טבע נוספות.