Das Gordon Bell Prize 2024 zeichnet bahnbrechende Fortschritte in der Hochleistungsrechnen und Künstlichen Intelligenz aus, wobei zwei Projekte mit NVIDIA-betriebenen Supercomputern die Grenzen der offenen Wissenschaft erweitern. Das erste Projekt, ORBIT-2, entstanden in einer Zusammenarbeit zwischen dem Oak Ridge National Laboratory (ORNL), NVIDIA und weiteren Partnern, stellt ein KI-Grundmodell für Wetter- und Klimamodellierung auf Exascale-Niveau dar. Auf dem Alps-Supercomputer laufend, nutzt ORBIT-2 Algorithmen zur räumlich hochaufgelösten Klima-Downscaling, um detaillierte, lokalisierte Phänomene wie städtische Wärmeinseln, extremen Niederschlag und feine Veränderungen in Monsunmustern präzise vorherzusagen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Modellen, die auf groben Rasterdaten basieren, erreicht ORBIT-2 mit exascale-Rechenleistung und maßgeschneiderten KI-Methoden eine bislang unerreichte Skalierbarkeit und Genauigkeit. Prasanna Balaprakash von ORNL betont, dass NVIDIA-Technologien wie CUDA-X und die Integration in die Plattform entscheidend waren für die Effizienz, Zuverlässigkeit und Wirkung des Systems. Das zweite herausragende Projekt ist ein digitales Zwillingssystem zur Echtzeit-Vorhersage von Tsunamis, entwickelt von der University of Texas at Austin, dem Lawrence Livermore National Laboratory und der University of California San Diego. Es ist das weltweit erste System, das basierend auf einem vollphysikalischen Modell in Echtzeit probabilistische Tsunami-Vorhersagen für die Cascadia-Subduktionszone im Pazifischen Nordwesten liefert. Durch die Nutzung von NVIDIA-Plattformen – insbesondere des Alps- und Perlmutter-Superrechners – gelang es, Berechnungen, die normalerweise 50 Jahre auf 512 GPUs benötigen würden, in nur 0,2 Sekunden zu erledigen – eine Beschleunigung um das 10-Milliardenfache. Dies ermöglicht eine sofortige Analyse von Sensordaten mit Unsicherheitsquantifizierung und ermöglicht frühzeitige Warnungen vor Katastrophen. Omar Ghattas von UT Austin sieht darin einen Meilenstein für prädiktive, physikbasierte Notfallreaktionssysteme, die auch auf andere Gefahren wie Erdbeben oder Überschwemmungen übertragbar sind. Beide Projekte profitierten entscheidend von NVIDIA’s CUDA-X-Bibliotheken und CUDA Graphs, die komplexe Berechnungsabläufe grafisch strukturieren und die Effizienz von Simulationen erheblich steigern. Die Ergebnisse unterstreichen die zentrale Rolle von KI und exascale-HPC in der Lösung globaler Herausforderungen wie Klimawandel und Naturkatastrophen. Die Projekte sind nicht nur technologische Meilensteine, sondern auch Beispiele für die Kraft offener, kooperativer Forschung. Industrieexperten sehen in diesen Entwicklungen eine neue Ära der wissenschaftlichen Simulation: Die Kombination aus physikalischen Modellen und KI ermöglicht nicht nur schnelleres Rechnen, sondern auch tiefere Erkenntnisse. ORNL und die beteiligten Universitäten positionieren sich als führende Akteure in der HPC- und KI-Forschung, während NVIDIA mit seiner Plattform-Ökologie die Infrastruktur für solche bahnbrechenden Anwendungen bereitstellt. Die Präsentation dieser Projekte auf der SC25-Konferenz unterstreicht, dass die Zukunft der Wissenschaft in der Integration von KI, HPC und offener Zusammenarbeit liegt.