환경 맑은 하늘: 새로운 NVIDIA Earth-2 생성 AI 기반 모델, 킬로미터 단위 해상도로 지구 기후 시뮬레이션
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맑은 하늘: 새로운 NVIDIA Earth-2 생성 AI 기반 모델, 킬로미터 단위 해상도로 지구 기후 시뮬레이션
더욱 상세한 지구 기후 시뮬레이션을 통해 과학자와 연구자들은 기후 변화의 영향을 더욱 정확하게 예측하고 완화할 수 있습니다.
NVIDIA는 세계 최초의 생성 AI 기반 모델인 cBottle(Climate in a Bottle의 줄임말)을 통해 이러한 작업에 더욱 명확성을 더했습니다. cBottle 은 킬로미터 단위 해상도로 지구 기후를 시뮬레이션하도록 설계되었습니다. NVIDIA Earth-2
플랫폼 의 일부인 이 모델은 시간, 요일, 해수면 온도와 같은 입력에 따라 조절 가능한 현실적인 대기 상태를 생성할 수 있습니다. 이는 지구에서 가장 복잡한 자연계를 이해하고 예측하는 새로운 방법을 제공합니다. Earth-2 플랫폼은 AI, GPU 가속, 물리적 시뮬레이션 및 컴퓨터 그래픽의 성능을 결합한 소프트웨어 스택과 도구를 갖추고 있습니다. 이를 통해 날씨를 시뮬레이션하고 시각화하는 대화형 디지털 트윈을 생성하고 전 지구적 규모의 기후 예측을 제공할 수 있습니다. cBottle을 사용하면 정확도를 떨어뜨리지 않고 기존 수치 모델보다 수천 배 더 빠르고 에너지 효율이 높은 예측을 수행할 수 있습니다.Max -Planck-Institute for Meteorology(MPI-M) 및 Allen Institute for AI(Ai2)를 포함한 주요 과학 연구 기관에서는 지구 관측 데이터와 초고해상도 기후 시뮬레이션을 압축, 정제 및 쿼리 가능하고 대화형 생성 AI 시스템으로 변환하기 위해 cBottle을 연구하고 있습니다.cBottle 은 World Climate Research Programme Global KM-Scale Hackathon에서 현장 테스트를 거쳤습니다.이 행사는 고해상도 지구 시스템 모델의 분석 및 개발을 발전시키고 고해상도 고충실도 기후 데이터에 대한 접근성을 확대하는 것을 목표로 8개국 10개 기후 시뮬레이션 센터에서 개최되었습니다.AI 를 통한 기후 모델링 혁신 기후 정보학은 전통적으로 시간, 노동 및 컴퓨팅 집약적이어서 수십 페타바이트 규모의 데이터 저장소에 대한 정교한 분석이 필요합니다. NVIDIA GPU 가속과 고도로 최적화된 NVIDIA Earth-2 스택을 통합한 cBottle은 고급 AI를 사용하여 방대한 양의 기후 시뮬레이션 데이터를 압축합니다. 개별 기상 샘플의 경우 페타바이트급 데이터를 최대 3,000배까지 압축할 수 있으며, 이는 1,000개의 샘플을 수집할 경우 데이터 크기를 300만 배 줄이는 것과 같습니다. cBottle은 고해상도 물리 기후 시뮬레이션과 지난 50년간 관측된 대기 상태에 대한 측정 제약 추정치를 기반으로 학습되었습니다.
이 모델은 누락되거나 손상된 기후 데이터를 채우고, 편향된 기후 모델을 수정하고, 초고해상도 저해상도 기후 데이터를 구현하고, 패턴과 이전 관측치를 기반으로 정보를 종합할 수 있습니다. cBottle의 극한 데이터 효율성 덕분에 단 4주간의 킬로미터 규모 기후 시뮬레이션에 대한 학습이 가능합니다.
행성 규모 영향을 위한 글로벌 협업
선도적인 기후 기관들이 NVIDIA Earth-2를 사용하여 기후 시뮬레이션을 발전시키고 있습니다.
MPI-M은 ICON Earth 시스템 모델을 사용하여 Earth-2를 활용하여 킬로미터 규모 기후 모델링을 개척했습니다. NVIDIA GPU 가속 및 성능 최적화를 활용하여 MPI-M 연구원들은 전체 지구 시스템의 킬로미터 규모 시뮬레이션을 최초로 수행한 팀을 이끌고 지구 기후를 놀라울 정도로 자세하게 시뮬레이션하고 시각화했습니다.
막스 플랑크 기상 연구소 소장인 비욘 스티븐스는 "급변하는 기후에 직면하여 Earth-2의 최근 진전은 주변 세계를 이해하고 예측하고 적응하는 우리의 능력에 있어 획기적인 도약을 나타냅니다."라고 말했습니다. "NVIDIA의 첨단 AI와 가속 컴퓨팅을 활용하여 지구의 디지털 트윈을 구축하고 있습니다. 이는 기후 과학에 대한 접근성과 실행 가능성을 높이고, 우리 모두의 미래를 보호하는 정보에 기반한 의사결정을 가능하게 하는 새로운 시대를 열 것입니다."
Ai2와 NVIDIA는 Earth-2 AI 스택과 GPU를 사용하여 기후 모델링을 가속화하고 향상시키기 위해 협력하고 있으며, 기후 시뮬레이션을 더 빠르고, 에너지 효율적이며, 고해상도에서 접근성을 높이는 데 중점을 두고 있습니다. 이는 기상 예측 및 기후 회복력 분야의 과학 연구 및 실제 응용 분야에 매우 중요합니다. Ai2
의 기후 모델링 담당 수석 이사인 크리스토퍼 브레더튼은 "기후 변화 계획은 전 세계 사회의 과제입니다."라고 말했습니다. "cBottle은 생성적 AI를 우아하게 활용한 사례이며, 폭우나 산불을 확산시키는 고온 건조한 바람과 같은 지역적 극한 기상 현상을 효율적으로 시뮬레이션하는 흥미로운 새로운 리소스입니다."
NVIDIA Earth-2에서 cBottle을 사용하면 개발자는 기후 디지털 트윈을 구축하여 킬로미터 규모의 기후 데이터를 대화형으로 탐색하고 시각화할 수 있으며, 낮은 지연 시간과 높은 처리량으로 가능한 시나리오를 예측할 수 있습니다.
cBottle 기반 모델은 조기 액세스 가 가능합니다 . 모델 재학습에 관심이 있는 기후 AI 연구원은 GitHub 에서 cBottle 코드베이스를, arXiv 에서 사전 인쇄본을
이용할 수 있습니다 . NVIDIA 창립자 겸 CEO 젠슨 황의 VivaTech 기조연설 과 NVIDIA CUDA-X 라이브러리에 대한 특별 강연을 통해 더 자세한 내용을 알아보세요.
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