Tại sự kiện GTC vừa qua, NVIDIA đã hé lộ dự án Earth-2, siêu máy tính AI mạnh nhất thế giới, trình giả lập 3D của Trái Đất với khả năng mô phỏng linh hoạt và chi tiết để giúp con người đánh giá chính xác hơn về tình trạng biến đổi khí hậu cũng như dự đoán thiên tai sẽ xảy ra trong tương lai.

Trái Đất hiện đang trải qua sự nóng lên ngày càng nghiêm trọng. Trong 7 năm gần đây, được coi là thời kỳ nóng nhất từ trước đến nay theo lịch sử nhân loại. Tính từ giai đoạn 1850 – 1900, khí thải nhà kính từ hoạt động con người đã dẫn đến tăng trung bình nhiệt độ mỗi năm của hành tinh lên khoảng 1,1 độ C. Tình hình thay đổi khí hậu đang gây ra những tác động đáng báo động, với các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán kéo dài, mưa lớn, bão cuồng phong và lũ lụt kinh hoàng. Sự tàn phá của thiên nhiên ngày càng trở nên nghiêm trọng và đặc biệt khắc nghiệt.

Khắc phục biến đổi khí hậu không phải là việc đơn giản và không thể hoàn thành ngay trong thời gian ngắn. Để thấy được những kết quả tích cực, có thể mất vài năm hoặc thậm chí vài thập kỷ. Để thực hiện các chiến dịch cứu Trái Đất và bảo vệ môi trường hiệu quả, chúng ta cần phải dự đoán tương lai và hiểu rõ những tác động có thể xảy ra với độ chính xác cao nhất.

Nghe có vẻ hư cấu, nhưng đó lại là những gì mà NVIDIA đang theo đuổi. Tại sự kiện GTC diễn ra vào giữa tháng 11 vừa qua, họ đã hé lộ dự án Earth-2 (E-2), siêu máy tính AI mạnh nhất thế giới, người “anh em sinh đôi” với Trái Đất của chúng ta trên nền tảng Omniverse, một giả lập 3D của hành tinh xanh với khả năng đưa ra những dự đoán chính xác hơn về biến đổi khí hậu.

Theo giám đốc điều hành Jensen Huang, E-2 sẽ tích hợp ba công nghệ hàng đầu: GPU tốc độ cao, học sâu và trí tuệ nhân tạo, cùng với một cơ sở dữ liệu lớn về Trái Đất. Tất cả những yếu tố này sẽ được kết hợp để tạo ra các mô hình về khí hậu với độ phân giải cực cao và chính xác nhất.

Trên thực tế, có nhiều mô hình như E-2 được phát triển để xác định các yếu tố như áp suất không khí, cường độ gió và nhiệt độ để tạo ra phương trình phù hợp. Điều này mang lại cái nhìn khách quan về các kiểu khí hậu tại các khu vực cụ thể, thường được biểu diễn dưới dạng lưới 3D. Việc tính toán trở nên chính xác hơn khi diện tích khu vực càng nhỏ, đồng thời trình mô phỏng cũng trở nên chân thực hơn trước khi không còn sử dụng được.

Nói cách khác, mô hình thời tiết cần giải quyết nhiều phương trình để đạt được độ phân giải cao hơn. Tuy nhiên, việc tích hợp quá nhiều phương trình có thể làm cho mô hình trở nên chậm chạp và không hiệu quả, không còn hữu dụng. Đây là thách thức mà đa số các mô hình khí hậu đang phải đối mặt: Thiếu chi tiết và chính xác.

NVIDIA đưa ra giải pháp là cung cấp một cỗ máy tính siêu mạnh mẽ hơn, được thiết kế để đáp ứng nhu cầu độ phân giải cao và tính toán mạnh mẽ trong mô phỏng các quá trình phức tạp. Trên trang blog của công ty, CEO Jensen Huang đã nhấn mạnh về tầm quan trọng của việc có độ phân giải cao hơn trong mô phỏng các hiện tượng tự nhiên và nhu cầu tính toán mạnh mẽ gấp hàng triệu đến hàng tỷ lần so với công nghệ hiện tại.

Quay về với E-2, đôi song sinh kỹ thuật số của Trái Đất, được thiết lập với mục tiêu khích lệ các hành động nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực của nó đối với thiên nhiên và con người. Hiện tượng thời tiết cực đoan như bão, cháy rừng, sóng nhiệt và lũ quét đang trở nên khó lường hơn và gây sự tàn phá nặng nề hơn.

Tình trạng sẽ được cải thiện nếu có dự đoán chính xác hơn về các thiên tai trong tương lai. Ông Huang tin rằng mô hình tính toán của NVIDIA sẽ giúp dự đoán được biến đổi thời tiết cực đoan ở nhiều khu vực trên thế giới trong hàng thập kỷ tới. Việc này giúp con người chuẩn bị và đưa ra các giải pháp đối phó kịp thời, chính sách sơ tán hợp lý hoặc các dự án công trình phù hợp để thích ứng tốt với điều kiện khí hậu khác biệt.

E-2 là dự án lớn nhất của NVIDIA trong nhiều năm qua, được sử dụng để tìm ra giải pháp hợp lý thông qua việc mô phỏng nhiều kế hoạch khác nhau. Mục tiêu là tìm ra phương án hiệu quả nhất với chi phí thấp nhất. Ông Huang cho biết: "Tất cả công nghệ đã được sáng tạo từ trước đến nay đều cần thiết để hiện thực hóa E-2, và chúng tôi rất mong chờ những tính năng mới và nhiệm vụ quan trọng mà mô hình này sẽ đảm đương trong tương lai."

Không chỉ ngừng lại ở biến đổi khí hậu

Sự kết hợp của nhiều công nghệ khác nhau đã giúp NVIDIA phát triển một trình mô phỏng Trái Đất tiên tiến và hiệu quả nhất, đồng thời giúp họ giải quyết nhiều vấn đề về tốc độ của siêu máy tính trong các dự án nghiên cứu với cơ sở dữ liệu lớn.

Tương tự như E-2, NVIDIA đang tập trung phát triển ba công nghệ cốt lõi là điện toán hiệu năng cao, trí tuệ nhân tạo và quy mô của các trung tâm dữ liệu. Điều này giúp họ không chỉ mô phỏng lại Trái Đất mà còn tạo ra nhiều digital twin của các thành phố, nhà máy trên toàn thế giới. Công nghệ mô phỏng quy mô lớn này vẫn rất mới và đầy tiềm năng.

Ngoài ra, các chuyên gia tại NVIDIA, Đại học Cal Tech và doanh nghiệp khởi nghiệp Entos đã thành công trong việc kết hợp machine learning với vật lý để phát triển chương trình OrbNet. Nhờ đó, Entos đã có thể tăng tốc quá trình mô phỏng nghiên cứu các loại thuốc mới của họ lên đến 1000 lần, hoàn thành công việc trong hơn 3 tháng chỉ trong vòng 3 giờ.

Theo VentureBeat, NVIDIA