محاكي الأرض

محاكي الأرض ( ES ) (地球シミュレータ، Chikyū Shimyurēta ) عبارة عن سلسلة من أجهزة الكمبيوتر العملاقة المنتشرة في الوكالة اليابانية لعلوم وتكنولوجيا الأرض البحرية ومعهد يوكوهاما لعلوم الأرض.

كان الجيل الأول من جهاز محاكاة الأرض، الذي طُوّر ضمن مبادرة الحكومة اليابانية "مشروع محاكاة الأرض"، نظام حاسوب فائق عالي التوازي يعتمد على المتجهات ، ويُستخدم لتشغيل نماذج المناخ العالمية لتقييم آثار الاحتباس الحراري ومشاكل الجيوفيزياء الأرضية الصلبة. طُوّر النظام لصالح وكالة استكشاف الفضاء اليابانية ، ومعهد أبحاث الطاقة الذرية الياباني ، ومركز علوم وتكنولوجيا البحار الياباني (جامستيك) عام ١٩٩٧. بدأ البناء في أكتوبر ١٩٩٩، وافتُتح الموقع رسميًا في ١١ مارس ٢٠٠٢. بلغت تكلفة المشروع ٦٠ مليار ين ياباني .

بُني نظام ES بواسطة شركة NEC ، واعتمد على بنية SX-6 الخاصة بها . يتألف من 640 عقدة، كل منها مزودة بثمانية معالجات متجهة وذاكرة حاسوبية سعتها 16 جيجابايت ، ليصبح المجموع 5120 معالجًا و10 تيرابايت من الذاكرة. تم تركيب عقدتين في كل خزانة أبعادها متر واحد × 1.4 متر × مترين. تستهلك كل خزانة 20 كيلوواط من الطاقة. يحتوي النظام على 700 تيرابايت من سعة التخزين القرصية (450 للنظام و250 للمستخدمين) و1.6 بيتابايت من سعة التخزين الضخمة في محركات الأشرطة . كان النظام قادرًا على إجراء محاكاة شاملة للمناخ العالمي في كل من الغلاف الجوي والمحيطات بدقة تصل إلى 10 كيلومترات. بلغ أداؤه على معيار LINPACK 35.86 تيرافلوب ، أي أسرع بخمس مرات تقريبًا من أسرع حاسوب عملاق سابق، وهو ASCI White .  

كان ES أسرع حاسوب عملاق في العالم من عام 2002 إلى عام 2004. وقد تجاوزت قدرته النموذج الأولي Blue Gene/L من شركة IBM في 29 سبتمبر 2004.

تم استبدال نظام ES بنظام محاكاة الأرض 2 (ES2) في مارس 2009. ^{[ 1 ]} يُعد ES2 نظام NEC SX-9/E ، ويحتوي على ربع عدد العُقد، لكن أداء كل عقدة منه يزيد 12.8 مرة (3.2 ضعف سرعة الساعة، وأربعة أضعاف موارد المعالجة لكل عقدة)، ليصل إلى ذروة أداء تبلغ 131 تيرافلوب. مع أداء LINPACK مُحقق بلغ 122.4 تيرافلوب، ^{[ 2 ]} كان ES2 الحاسوب العملاق الأكثر كفاءة في العالم آنذاك. في نوفمبر 2010، أعلنت NEC أن ES2 تصدّر مسابقة Global FFT، وهي إحدى معايير جوائز تحدي الحوسبة عالية الأداء (HPC Challenge Awards )، بأداء بلغ 11.876 تيرافلوب. ^{[ 3 ]}

تم استبدال ES2 ببرنامج محاكاة الأرض 3 (ES3) في مارس 2015. ES3 هو نظام NEC SX-ACE يحتوي على 5120 عقدة، وأداء يبلغ 1.3 بيتا فلوبس. ^{[ 4 ]}

تم تشغيل ES3، من عام 2017 إلى عام 2018، جنبًا إلى جنب مع Gyoukou ، وهو حاسوب فائق مزود بنظام تبريد بالغمر يمكنه تحقيق ما يصل إلى 19 بيتا فلوبس.

يستخدم برنامج محاكاة الأرض 4 (ES4) معالجات AMD EPYC ، مع تسريع بواسطة محرك NEC SX-Aurora TSUBASA Vector Engine ووحدات معالجة الرسومات NVIDIA Ampere A100 . ^{[ 7 ]}

• الحوسبة الفائقة في اليابان
• آثار تغير المناخ
• المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي
• HadCM3
• EdGCM

• ساتو، تيتسويا (2004). "محاكي الأرض: الأدوار والتأثيرات". الفيزياء النووية ب: ملاحق وقائع المؤتمر . 129 : 102-108 . رمز Bibcode : 2004NuPhS.129..102S . doi : 10.1016/S0920-5632(03)02511-8 .

• الموقع الرسمي
• ES للأطفال (مؤرشف في 3 أغسطس 2022 على موقع Wayback Machine)
• جروسمان، ليف (18 نوفمبر 2002). "أفضل اختراعات عام 2002" . مجلة تايم . الروبوتات والتكنولوجيا. مؤرشف من الأصل في 6 مارس 2014.
• "محاكاة البنية الدقيقة" . معهد كريل . 15 يوليو 2009. مؤرشف من الأصل في 22 يوليو 2011. تواجه الولايات المتحدة تحديًا كبيرًا في الحوسبة العلمية، التي تُعدّ أساس الاكتشاف العلمي في القرن الحادي والعشرين.

35°22′51″ شمالاً 139°37′34.8″ شرقاً / 35.38083° شمالاً 139.626333° شرقاً / 35.38083; 139.626333