EU planlegger å lage en digital modell som med svært høy nøyaktighet kartlegger naturlig og menneskelig aktivitet, noe som kan brukes til å teste scenarioer som kan lede til en mer bærekraftig utvikling og være til støtte for europeisk miljøpolitikk.
Dette skal gjøres gjennom et forskningsprogram som kalles for Destination Earth (DestinE). Programmet skal komme i gang i år og vil pågå i de neste sju til ti årene. Programmet skal på en global skala lage digitale tvillinger av Jordens fysiske ressurser og relaterte fenomener.
Test om tiltakene er tilstrekkelige
Hensikten er å kartlegge klimaendringer og ekstreme hendelser så nøyaktig som mulig, både i rom og tid. Den vil også kunne brukes til å utvikle og teste scenarioer som kan få store konsekvenser.
– Dersom du for eksempel planlegger å bygge en to meter høy dike i Nederland, kan jeg kjøre dataene gjennom min digitale tvilling og sjekke sannsynligheten for at diket fortsatt vil beskytte mot ventede, ekstreme hendelser i 2050, sier Peter Bauer, i en pressemelding fra den tekniske høyskolen ETH Zürich, som er ansvarlig for driften av CSCS, det nasjonale, sveitsiske senteret for superdatabehandling.
Bauer er underdirektør ved Research at the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) og blant dem som har tatt initiativ til DestinE. Blant de øvrige drivkreftene finner man den europeiske romfartsorganisasjonen ESA og European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT).
Andre planlagt bruksområder for de digitale tvillingene er i forbindelse med strategisk planlegging av ferskvanns- og matforsyning, eller i forbindelse med vind- og solarkraftanlegg.
.jpg)
Fem skal bli til én
De digitale tvillingene vil baseres på integrasjonen mellom kontinuerlig observasjon, modellering og simulering med høy presisjon. Med dette skal man bedre kunne forutse den framtidige utviklingen.
Ifølge EU er målet å ha de to første, digitale tvillingene i drift på en skybasert plattform i løpet av 2023. I 2025 skal dette være økt til fire eller fem, som skal gjøres tilgjengelige for brukere i offentlig sektor, som skal kunne bruke tvillingene til å utvikle, overvåke og vurdere virkningen av foreslåtte policyer og tiltak knyttet til miljø og klima.
En komplett, digital tvilling av Jorden skal utvikles i perioden 2025 til 2030, gjennom en konvergering av de allerede eksisterende, digitale tvillingene.
Er dagens datamaskinarkitektur tilstrekkelig?
Dette vil kreve enorme regneressurser. Ifølge ETH Zürich har forskere beregnet at et system som en digital tvilling i full skala vil måtte ha rundt 20.000 GPU-er (Graphics Processing Unit). En GPU kan i dag ha tusenvis av kjerner.
Det virker likevel usikkert om dette er tilstrekkelig. I en rapport som ble utgitt i november 2020 stilles det spørsmål om nettopp dette, og om det kan være behov for nye datamaskinarkitekturer som ikke er basert på den konvensjonelle von Neumann-arkitekturen fra 1945, hvor prosesserings- og minneenheter er atskilt. I stedet tas det til orde for en arkitektur hvor prosessorenhetene ligger i minnet, noe som kan redusere behovet for å flytte på dataene og dermed gi redusert latens.
I et system som kanskje må kunne reagere i sanntid, for eksempel under en pågående krise, er nødvendigvis tidsforsinkelser noe som må holdes på et minimum.
Det totale effekthovet til systemet er ventet å bli på rundt 20 megawatt, noe som er på høyde med noen av de aller kraftigste superdatamaskinene som finnes i dag. Det anbefales derfor, både av økonomiske og økologisk årsaker, at en slik datamaskin installeres på et sted hvor det er god tilgang på klimanøytral elektrisitet.
