Menjaga Singapura Tetap Dingin – Majalah Ilmuwan Asia

AsianScientist (9 April 2021) – Dua warsa kalakian, Panel Antarpemerintah bakal Perubahan Iklim menghunus fatwa nyaring: batasi pemanasan universal senggat 1,5ºC ala warsa 2030 maupun berisiko mengakibatkan dampak kegagalan.

Jika kita melintasi margin ini senggat 2ºC, sepihak berdus buana hendak selaku enggak boleh dihuni — maka enggak belaka bakal sosok. Meskipun barangkali enggak substansial, kontras seperdua strata boleh merakit sepertiga rakyat buana tersentuh arus kalor yg ekstrim maka membasmi hampir-hampir sarwa terumbu susun.

Meskipun Singapura sejauh ini terjatuhkan pada buah transfigurasi situasi yg menyimpangkan cabul, itu belaka problem termin. Dengan kenaikan 0,25ºC masing-masing sepuluh tahun, tanah ini menajam ganda tali air kian deras pada tanah lapang pelantaran ringkas lainnya. Pada penghujung kurun ini, temperatur surat kabar 35-37ºC boleh selaku lazim berarti maksud dunia yg pernah lembab.

Dalam pembatasan seolah-olah itu, kecakapan awak kita bakal menyusun temperatur terusik, menimbulkan kelainan yg berpotensi merisaukan hayat seolah-olah kecapekan kisas kalor maka sampai-sampai bidasan kalor. Karena kalor yg ekstrim menyurutkan tingkat kehidupan, peristiwa itu saja merisaukan kesuburan maka kesanggupan seret Singapura sebagai totalitas demi arah kapitalisasi.

Tapi Singapura lain semata wayang metropolis yg semakin santun. Meskipun belaka menyungkup tiga komisi parasan alam, kota-kota menghunus kian pada 60 komisi pada seluruhnya udara gedung kaca muka maka menggunakan sekeliling 75 komisi harkat universal. Dengan terbatas pada sepuluh warsa tertinggal belah buana bakal sebagai beramai-ramai menundukkan margin kalor yg diperingatkan sama IPCC, getah perca sarjana mengonsumsi superkomputer bakal merancang metropolis yg kian segar maka kian sumbut menjaga maka mengganti arus transfigurasi situasi.
Memahami kalor metropolis

Pemandangan metropolis Singapura yg gemerlap boleh spontan dikenali, lamun urbanisasi yg deras saja mengakibatkan kecelakaan. Karena pohon plonco peneduh digantikan sama prasarana yg merembes maupun mengejawantahkan kalor, tengah metropolis dekat tanah itu selaku kian santun dibandingkan demi tanah lapang pedesaan dekat sekitarnya.

Fenomena yg disebut imbas urban heat island (UHI) ini membentuk serpihan pada radius lelembut. Menghadapi metropolis yg meruncing, masyarakat Singapura berganti ke AC maka pengangkutan badan — ganda kehidupan yg, ala gilirannya, mengejawantahkan kalor.

Penghijauan, prasarana, pemakaian AC maka pengangkutan hanyalah sekitar pada terik konstituen yg mempengaruhi kalor perkotaan dekat metropolis. Mengingat ketergantungan yg kelompok penyeling elemen-elemen ini maka luapan fakta yg real, superkomputer sudah selaku kereta luar biasa bakal fasih kalor perkotaan maka menghadapi transfigurasi situasi sebagai totalitas.

“Para sarjana memakai cara bakal fasih korelasi ini maka meramalkan transfigurasi dekat waktu hadapan,” istilah Profesor Dale Barker, ketua Pusat Penelitian Iklim Singapura (CCRS) pada Layanan Meteorologi Singapura dekat lembah Badan Lingkungan Nasional.

“Pemodelan iklim maka situasi yakni kewajiban yg membidik sebagai numerik, dekat mana getah perca sarjana sudah memercayakan komputer pribadi semasih kian pada seperdua kurun,” tambahnya.

Di CCRS, misalnya, Barker berbagi bahwa mereka mengonsumsi superkomputer Cray XC40 in-house yg disebut Athena demi pos tampuk 212 teraFLOPS, 6.336 core, maka impresi RAM 3,6 GB masing-masing core.

Melalui Athena, CCRS mengejawantahkan ramalan iklim numerik bakal temperatur, kentut, tumpah hujan abu, maka luwes meteorologi lainnya meniti pola SINGV mereka. Untuk memberikan ikatan prakiraan situasi regional berikutnya, CCRS saja hendak berkawan demi National Supercomputing Centre (NSCC) Singapura bakal mengonsumsi pos senggat 3,2 petaFLOPS.
Kota maya, buah jelas

Saat Singapura melalui digitalisasi demi deras, memberantas kalor perkotaan meniti prosedur komputasi sudah selaku tema santun berarti maksud sekitar warsa bungsu. Yang menangkis tantangan ini yakni delegasi pada Agency for Science, Technology and Research (A * STAR) maka Housing & Development Board (HDB).

Pada 2019, getah perca penelaah memimpin President’s Technology Award bakal menggelar kereta pemodelan sulit yg didukung sama komputasi prestasi semampai yg dikenal demi Integrated Environmental Modeler (IEM).

“IEM menggabungkan perencanaan metropolis maka mode reka bentuk demi ecek-ecek dunia,” sahih Dr. Poh Hee Joo, sarjana superior dekat Institut Komputasi Kinerja Tinggi A * STAR maka menyimpang esa penelaah sempurna rencana. “Ini membolehkan pemakai bakal mengantisipasi ketergantungan maka buah perpaduan pada baskara, kentut, temperatur, kegemparan, maka konstituen dunia lainnya dekat dunia perkotaan.”

Model IEM enggak belaka boleh memodelkan imbas perpaduan pada konstituen dunia, lamun saja boleh mensimulasikan buah individualnya. Efek unsur perkotaan seolah-olah konstruksi maka metode dan sifat jagat seolah-olah vegetasi ditangkap dekat kebijakan. Hal ini mengadakan IEM kereta yg sangat integral mula-mula pada jenisnya, oleh pemodel beda yg cawis sebagai profitabel galibnya belaka memonten esa konstituen dunia ala esa termin.

Untuk menggelar IEM, Poh maka rekan-rekannya pertama-tama demi payah lelah mengganti fakta geometris tiga format (3D) Singapura selaku ecek-ecek metropolis yg sekali realistis. Pada jam yg patut, 43 node penapisan berkekuatan matahari dikerahkan dekat Punggol maka serpihan timur Singapura bakal menggabungkan fakta dunia mengenai kentut, temperatur, maka penerangan baskara.

Data pada penapisan ini selepas dikirim sebagai nirkabel ke delegasi penelaah, membolehkan mereka bakal memvalidasi buatan cara. Dengan membolehkan pencitraan yg murah pada imbas heterogen konstituen ala dunia perkotaan, pemakai pertama-tama boleh menokok maka memandu reka bentuk mereka sebagai komputasi ala kebijakan, menyurutkan efek trial-and-error materi yg garib.

Mendobrak sempadan superkomputer, delegasi menggarap ecek-ecek perkisaran angin 3D mula-mula yg mengilustrasikan sarwa konstruksi Singapura dekat IEM. Simulasi ini, dilakukan ala putusan membujur sepuluh meter, diselesaikan belaka berarti maksud lima musim memakai 6.000 prosesor pada superkomputer ASPIRE 1 NSCC.

Menurut getah perca penelaah, mempunyai denah kentut dekat segenap tanah boleh menumpu mengenali jalan kentut, membolehkan developer perkotaan bakal mereka-reka maka merancang konstruksi yg kian segar yg mengintensifkan perkisaran kentut, meninggikan tingkapan natural, dan menyurutkan panah pada baskara.

“Oleh oleh itu, IEM hendak menyurutkan runut zat arang totalitas bakal perumahan modis manfaat mendatangi keberlanjutan maka kelaikan menjaga yg kian hangat,” sahap Poh.


Kembaran digital bakal metropolis digital

Poh maka timnya lain semata wayang yg menampar tantangan kalor perkotaan. Sesuai namanya, rencana Cooling Singapore, yg dipimpin sama Profesor Gerhard Schmitt pada Singapore-ETH Centre (SEC), didedikasikan bakal mengenali siasat pendinginan maka merancang pelatihan responsif situasi bakal dunia perkotaan.

Sejak 2017, rencana ini sudah membaurkan delegasi multi-disiplin pada rekan seolah-olah SEC, National University of Singapore, TUM CREATE maka Singapore-MIT Alliance for Research and Technology.

Sementara unit mula-mula Pendinginan Singapura berkonsentrasi ala penentuan kereta yg cocok bakal memonten UHI, unit kedua yg belum lama dimulai masa ini hendak mempraktikkan alat-alat ini demi membentuk sepasang digital operasional Singapura. Platform, saja dikenal demi Digital Urban Climate Twin maupun DUCT, hendak membolehkan getah perca penelaah maka kreator ketentuan bakal mempelajari heterogen skrip yg berkontribusi berkenaan panasnya perkotaan.

Dengan memakai kebijakan tercantum, pemakai boleh mensimulasikan imbas UHI demi mengestimasi buah unsur perkotaan seolah-olah konstruksi maka metode berkenaan temperatur angin, selepas membandingkannya.
buatan ini demi skrip dimana sarwa alam perkotaan diganti demi vegetasi.

“Anda saja boleh memodifikasi DUCT bakal mengoperasikan ecek-ecek bakal skrip spesifik, seolah-olah pendinginan area, [the presence] panel matahari maupun alat transportasi elektrik, ”sahih Dr. Heiko Aydt, master rencana dekat Cooling Singapore, berarti maksud webinar yg diselenggarakan sama NSCC ala September 2020.

Menurut Aydt, DUCT dimaksudkan demi kebijakan modular terdesentralisasi demi terik anasir — sebuah uni cara. Ini teperlus cara situasi mikro senggat panjang pada pelayanan meteorologi dan cara komputasi konstituen UHI seolah-olah parasan pulau, mencoang-coang maka harkat konstruksi.

Platform ini hendak merangkap rakitan pada IEM A * STAR, yg digunakan sama delegasi Cooling Singapore demi cara situasi perkotaan spektrum mikro. DUCT saja meluangkan cara efek maka buah situasi perkotaan berkenaan perdagangan, dunia maka kesegaran. Semua pemodelan tambahan ini membutuhkan penyelesaian jutaan dot fakta ala jam yg patut — kewajiban superkomputer absolut tepat bakal itu.

Meskipun unit kedua Cooling Singapore dimulai belaka ala September 2020, mereka sudah mempraktikkan sekitar purwarupa DUCT demi mata air kesanggupan privat dekat SEC.

“Dalam kisah ini, patik memakai cluster komputasi privat demi 72 CPU yg rada wajar maka secolek terbatas pada 200 gigabyte RAM,” istilah Aydt.

Akhirnya, delegasi penelaah berkeinginan bakal menyerakkan DUCT dekat sekitar wadah memakai terik motor. Untuk ini, delegasi Cooling Singapore hendak bangat mengonsumsi mata air kesanggupan komputasi NSCC bakal merakit ecek-ecek DUCT cawis cocok pengharapan belah getah perca penelaah maka kreator kecendekiaan.

“Kami sangat suka mempunyai penyelesaian yg instingtif maka berkhasiat belah pemakai penghujung,” sahap Aydt. “Kami berencana bakal berjalan patut demi NSCC maka lainnya bakal bersaksi bahwa mata air kesanggupan komputasi berkinerja semampai boleh dimanfaatkan demi bersih.”

Teka-teki penyejuk superkomputer

Meskipun sahih bahwa superkomputer boleh menumpu memberantas problem pendinginan dekat Singapura, ironisnya, mereka saja selaku serpihan pada problem tercantum. Dengan pemrosesan fakta yg militan, datanglah kalor yg militan, maka superkomputer boleh menggunakan kesanggupan sama banyaknya metropolis renik. Meskipun Anda hendak bekerja bahwa sepihak berdus kesanggupan yg cawis digunakan bakal komputasi, sepihak berdus tadinya digunakan bakal mengademkan kesempatan maka palas-palas.

“Saya tabu kala hamba mula-mula tali air mengobservasi komputer pribadi K Jepang — yg sempat selaku superkomputer tercepat dekat buana — maka kilang penyejuk bota tumbuh dekat sebelahnya,” memikirkan Schmitt, berceramah berarti maksud webinar yg diselenggarakan NSCC yg patut. “Saya selepas paham bahwa tengah superkomputer ini hendak menciptakan bagasi pendinginan yg substansial bakal lingkungannya.”

Dengan semakin banyaknya penelaah yg berganti ke superkomputer bakal menyelami transfigurasi situasi maka dampaknya, desakan elektrik tahunan wadah mereka saja melompat senggat jutaan dolar setiap warsa.

“Ini proporsional demi puluhan mili ton emisi zat arang masing-masing warsa, andaikan suban memanggang fosil digunakan berarti maksud penerapan elektrik,” sahih Barker.

Untuk sarwa tenaga superkomputer, bersaksi kedayagunaan harkat yakni taazur sempurna yg niscaya diatasi.

“Ini membentuk tantangan enggak belaka pada sudut pandang finansial, lamun saja oleh bidang situasi niscaya mengepalai metode berarti maksud komputasi plonco yg nonstop,” tambahnya.

Karenanya, sekitar desa sudah mengonsumsi harkat terbarukan bakal mencari cangkriman superkomputer ini. Contoh yg hangat yakni Islandia, yg mulai itu selaku gedung mendunia bakal komputasi situasi maka iklim oleh cadangan harkat terbarukannya yg meluap maka iklimnya yg segar natural. Jika digabungkan, kedua konstituen ini menyurutkan besaran harkat yg dibutuhkan bakal mengademkan superkomputer dekat Islandia.

Selain mata air harkat pilihan, teknologi modis saja masih dikembangkan bakal menyurutkan desakan elektrik sebagai totalitas. Beberapa contohnya teperlus prosesor berbasis GPU, pola berbasis kepintaran olahan bakal mengelola bagasi maka sampai-sampai mendaur balik kotoran kalor ke instansi yg santun.

“Komputasi plonco berarti maksud peristiwa FLOPS masing-masing watt saja semakin selaku serpihan pada ukuran bakal memonten proposisi jam tender bakal superkomputer situasi modis,” istilah Barker.

Permintaan mata air kesanggupan superkomputer berarti maksud studi bidang situasi sebaiknya enggak hendak menyempit berarti maksud sekitar sepuluh tahun nanti.

“Lebih terik kekusutan, kian terik serpih domestik maka sampai-sampai kian terik skrip berguna bahwa cadangan kebolehjadian berdus enggak hendak sempat menyenangkan dambaan tidak terpenuhi sarjana situasi bakal mata air kesanggupan komputasi,” sahih Barker.

Namun, superkomputer boleh mengangkat karakter luar biasa berarti maksud menggembala hewan Singapura konsisten segar — semasih kita mendapatkan prosedur yg efektif bakal menjaganya konsisten kering.

Artikel ini mula-mula tali air diterbitkan berarti maksud corak cap Supercomputing Asia Januari 2021.
Klik dekat sini bakal berlangganan Majalah Ilmuwan Asia berarti maksud edisi tuangan.

———

Hak Cipta: Majalah Ilmuwan Asia.
Penafian: Artikel ini enggak membayangkan tatapan AsianScientist maupun stafnya.