Meteomatics ปฏิวัติการพยากรณ์อากาศด้วย CPU AMD EPYC™

การพยากรณ์อากาศที่แม่นยำมีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงวิถีชีวิตของเรา สามารถปรับประสิทธิภาพของลมและพลังงานแสงอาทิตย์ให้เหมาะสม และคาดการณ์เหตุการณ์สิ่งสภาพแวดล้อมที่รุนแรงที่อาจจะเกิดขึ้นได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น องค์กรเชิงพาณิชย์ เช่น สายการบินและการเกษตรสามารถรับคำเตือนขั้นสูงเพิ่มเติมเกี่ยวกับกิจกรรมด้านสภาพภูมิอากาศที่ส่งผลกระทบต่อธุรกิจของตนได้ Meteomatics ในสวิตเซอร์แลนด์ก่อตั้งขึ้นเพื่อปฏิบัติตามคำมั่นสัญญานี้ แผนหลักคือการจัดเตรียมการคาดการณ์ “EURO1k” ด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่ 1 กม. ทุก ๆ ชั่วโมงทั่วทั้งยุโรปและที่อื่น ๆ โปรเซสเซอร์ AMD EPYC™ ช่วยให้บริษัทบรรลุเป้าหมายนี้

โปรเซสเซอร์ AMD EPYC™ พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพดีที่สุด เราพอใจกับการทำงานของ AMD EPYC รุ่นที่ 3 และรุ่นที่ 4 ก็ให้การช่วยเพิ่มประสิทธิภาพอย่างมาก จึงเป็นตัวเลือกที่ชัดเจน
คริสเตียน ชลุชเตอร์, CTO, Meteomatics

ส่วนหนึ่งของแผนของ Meteomatics คือ “Meteodrones” ที่เข้ามาแทนที่บอลลูนตรวจอากาศ ในขณะที่บอลลูนมักจะเป็นอุปกรณ์ใช้ครั้งเดียวและสูญหายเมื่อปล่อยออกไป แต่โดรนสามารถกลับมาที่ฐานเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ได้ และสามารถบันทึกข้อมูลสภาพอากาศได้อย่างแม่นยำมากขึ้น Meteomatics จัดหา Meteodrones ให้กับหน่วยงานป้องกันประเทศ หน่วยงานพยากรณ์อากาศแห่งชาติ และสถาบันวิจัย แต่ยังใช้ข้อมูลที่ได้จาก Meteodrones ในการพยากรณ์อากาศของตัวเองด้วย “ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เรากลายเป็นผู้ให้บริการที่เป็นตัวเลือกหลักในอุตสาหกรรมพลังงาน” อเล็กซานเดอร์ สเตาช์ หัวหน้าฝ่ายการตลาดของ Meteomatics กล่าว อย่างไรก็ตาม บริษัทต้องการก้าวไปไกลกว่านี้ “เรารวบรวมข้อมูลสภาพอากาศจำนวนมากโดยใช้โดรนของเรา แต่เรายังมีข้อมูลจากสถานีตรวจอากาศจากผู้ให้บริการต่าง ๆ รวมถึงข้อมูลเรดาร์และดาวเทียม เราจึงตัดสินใจสร้างแบบจำลองสภาพอากาศขึ้นมาใหม่”

ให้การพยากรณ์อากาศที่แม่นยำยิ่งขึ้น
“มีปัญหาหลักสองประการในอุตุนิยมวิทยาที่เราต้องการปฏิวัติ” สตาชกล่าว “ประการแรก โดรนของเรามอบรากฐานข้อมูลที่แบบจำลองจำเป็นต้องใช้ในการคำนวณการคาดการณ์ที่ดี ประการที่สอง แบบจำลองสภาพอากาศโดยทั่วไปจะมีความละเอียดประมาณ 10 กม. โมเดลระดับโลกบางรุ่นมีความละเอียดต่ำกว่า 20 หรือ 25 กม. ดังนั้นจึงอาจพลาดรายละเอียดสภาพอากาศที่สำคัญมากมาย เช่น พายุลูกเห็บ พายุฝนฟ้าคะนองในท้องถิ่น ฝนตกหนักสุดขีด และผลกระทบจากลมที่พัดผ่าน”
“เป้าหมายของเราคือการทำให้การพยากรณ์อากาศแม่นยำยิ่งขึ้น ดังนั้นเราจึงคิดค้น EURO1k ขึ้นมา” Stauch กล่าว “นี่เป็นการปรับปรุงครั้งใหญ่เมื่อเปรียบเทียบกับความแม่นยำของข้อมูลสภาพอากาศก่อนหน้านี้ โดยเฉพาะสำหรับเหตุการณ์ที่มีความรุนแรงในระดับท้องถิ่นเช่น ลูกเห็บ หมอก และฝนตกหนัก” สิ่งนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมพลังงานทดแทน เช่น พลังงานลม “มันเป็นเรื่องของการเพิ่มประสิทธิภาพกริดพลังงานและกลยุทธ์การซื้อขาย หากคุณมีฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมจำนวนมากในพอร์ตโฟลิโอของคุณ คุณต้องการทราบว่าพรุ่งนี้คุณจะผลิตได้มากขนาดไหนเพื่อคำนวณราคาที่เหมาะสม” ความต้องการยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเป็นอย่างมาก ดังนั้นข้อมูลสภาพอากาศที่แม่นยำจึงช่วยจัดการทรัพยากรพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

“เมื่อเปรียบเทียบคลัสเตอร์ CPU AMD EPYC™ รุ่นที่ 4 ใหม่กับโหนดรุ่นที่ 3 ที่เราใช้อยู่ เราได้ประสิทธิภาพเท่ากันในราคาประมาณครึ่งหนึ่ง ซึ่งทำให้เราสามารถทำการคำนวณได้มากขึ้นอย่างมากในช่วงเวลาเพียงหนึ่งชั่วโมง”
คริสเตียน ชลุชเตอร์, CTO, Meteomatics

อย่างไรก็ตาม การสร้างแบบจำลองสภาพอากาศที่ละเอียดและบ่อยครั้งอย่าง EURO1k ต้องการพลังการประมวลผลสูงมาก Meteomatics พบว่า CPU AMD EPYC มอบประสิทธิภาพที่บริษัทต้องการ “เราเริ่มใช้รุ่นที่ 3 เมื่อประมาณสองปีที่แล้ว” คริสเตียน ชลุชเตอร์ CTO ของ Meteomatics กล่าว “การตัดสินใจใช้ CPU AMD EPYC รุ่นที่ 3 เป็นไปตามการทดสอบที่เราทำร่วมกับ NEC โปรเซสเซอร์ AMD EPYC พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพดีที่สุด เราพอใจกับการทำงานของ CPU AMD EPYC รุ่นที่ 3 และรุ่นที่ 4 ก็ให้ประสิทธิภาพอย่างมาก จึงเป็นตัวเลือกที่ชัดเจน” บทบาทของ NEC มีความสำคัญอย่างยิ่งในการจัดหาความเชี่ยวชาญที่จำเป็นในการสร้างคลัสเตอร์ HPC ซึ่ง Meteomatics ไม่มีภายในองค์กร

ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าด้วยซีพียู AMD EPYC เจนเนอเรชั่น 4
“ความท้าทายประการหนึ่งคือเราต้องการสร้างการพยากรณ์ภายในหนึ่งชั่วโมง ซึ่งเป็นตัวเปลี่ยนเกมในการสร้างแบบจำลองสภาพอากาศ” Stauch กล่าว “แบบจำลองศูนย์พยากรณ์อากาศช่วงกลางแห่งยุโรป (ECMWF) ใช้เวลาคำนวณหกชั่วโมง และบริการก่อนหน้านี้ให้ผลลัพธ์เป็นแบบจำลองสามหรือสี่ครั้งต่อวัน ขณะที่เราต้องการสร้างโมเดลของเราเป็นรายชั่วโมง นี่เป็นก้าวที่ยิ่งใหญ่ ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องค้นหาโครงสร้างพื้นฐานที่ช่วยให้เราสามารถกระจายงานการประมวลผลไปยังคอร์ CPU ต่างๆ พร้อมกันได้”
Meteomatics ได้ทำการทดสอบอย่างละเอียดเพื่อให้แน่ใจว่าโปรเซสเซอร์ AMD EPYC จะมอบประสิทธิภาพตามที่ต้องการ “เราใช้เกณฑ์มาตรฐานทั่วไป” Schluchter กล่าว “เรายังทำการทดสอบเทคนิคเพื่อดูว่า CPU ทำงานได้ดีแค่ไหน และเพื่อหาวิธีที่สามารถขยายเครือข่ายได้ การทดสอบที่สำคัญที่สุดคือแบบจำลองการวิจัยและการพยากรณ์สภาพอากาศ (Weather Research and Forecasting – WRF) EURO1k ที่เราใช้ในทางปฏิบัติ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องใช้งานโมเดล 24 ครั้งต่อวัน ซึ่งหมายความว่าเรามีเวลาหนึ่งชั่วโมงในการรันโมเดลหนึ่งชุด เรามีข้อกำหนดขั้นต่ำที่ต้องทำให้ได้ และจากนั้นเราพยายามทำให้ได้มากที่สุดในช่วงเวลานี้ เมื่อเปรียบเทียบคลัสเตอร์ CPU AMD EPYC™ เจนเนอเรชั่น 4 ใหม่กับโหนดเจนเนอเรชั่น 3 ที่เรามีอยู่เราได้ประสิทธิภาพเท่ากันในราคาเพียงครึ่งเดียว ซึ่งทำให้เราสามารถทำการคำนวณได้มากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญภายในช่วงเวลาเพียงหนึ่งชั่วโมง

“เมื่อสิบปีที่แล้ว อาจเป็นไปได้ที่จะใช้ EURO1K แต่จะมีค่าใช้จ่ายสูงมาก ขณะนี้มันสามารถทำได้อย่างคุ้มค่าทางการเงินด้วยโปรเซสเซอร์ AMD EPYC™”
คริสเตียน ชลุชเตอร์, CTO, Meteomatics

“มีสองวิธีที่โครงสร้างพื้นฐานใหม่สามารถช่วยเราได้” Stauch กล่าว “ประการแรก พยากรณ์อากาศจะมีความทันสมัยมากขึ้น เนื่องจากคุณจะได้รับแบบจำลองใหม่ทุกชั่วโมง ด้านบวกอีกประการหนึ่งคือความแม่นยำ แบบจำลองสภาพอากาศทั่วไปไม่สามารถรับมือกับเหตุการณ์ในท้องถิ่นที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วได้ ในขณะที่ EURO1k ซึ่งขึ้นอยู่กับความถี่ที่มันทำงานและรายละเอียดของพื้นที่ขนาด 1 กิโลเมตร สามารถจับภาพเหตุการณ์เหล่านี้ด้วยวิธีที่เชื่อถือได้มาก”
“มีข้อได้เปรียบอย่างมากสำหรับกลยุทธ์การซื้อขายของอุตสาหกรรมพลังงาน” Stauch กล่าว “แต่สำหรับทุกสิ่งที่ต้องการการพยากรณ์ที่เชื่อถือได้อย่างมากในช่วง 8 ถึง 24 ชั่วโมงข้างหน้า เช่น ธุรกิจการบิน” พวกเขาต้องการทราบว่าจะสามารถเปิดสนามบินและทางขึ้น-ลงของเครื่องบินได้หรือไม่ คุณยังสามารถค้นหาเส้นทางเครื่องบินที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งช่วยลด CO2 บริษัทประกันภัยสามารถใช้ข้อมูลสภาพอากาศที่ละเอียดยิ่งขึ้นเพื่อสร้างแบบจำลองความเสี่ยงที่แม่นยำยิ่งขึ้น”

ความถี่และความแม่นยำของการพยากรณ์อากาศที่ไม่เหมือนใคร
“สิบปีที่แล้ว อาจเป็นไปได้ที่จะดำเนินการ EURO1K แต่ต้องใช้ต้นทุนที่สูงมาก” Schluchter กล่าว “ตอนนี้มันสามารถทำได้อย่างคุ้มค่าทางการเงินด้วยโปรเซสเซอร์ AMD EPYC ประสิทธิภาพการทำงานเป็นคุณสมบัติหลักสำหรับเรา แคช L3 ขนาดใหญ่มีคุณค่าอย่างยิ่ง เรากำลังใช้งานซีพียู AMD EPYC Version X ที่มี L3 มากกว่า ซึ่งได้รับการพัฒนามากขึ้น 20% เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับ version non-X ความหนาแน่นของคอร์ก็มีความสำคัญ การมีโหนดน้อยลงที่รองรับคอร์เดียวกันหมายถึงการลดการเชื่อมต่อเครือข่ายและพื้นที่ ทำให้มีต้นทุนต่ำลง นอกจากนี้ คอขวดของเรามักจะเป็นการเชื่อมต่อระหว่างโหนด และเมื่อมีคอร์มากขึ้นภายในโหนดเดียว จะมีการสื่อสารระหว่างโหนดน้อยลง”

ประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ AMD EPYC™ นั้นยอดเยี่ยมมาก
Alexander Stauch หัวหน้าฝ่ายการตลาดของ Meteomatics

“เรามีโหนดของ CPU AMD EPYC รุ่นที่ 3 จำนวน 300 โหนดอยู่แล้ว หรือประมาณ 40,000 คอร์” Schluchter กล่าว “ขณะนี้เรากำลังปรับใช้โหนดรุ่นที่ 4 อีก 280 โหนด โดยเพิ่มอีกประมาณ 60,000 คอร์ รวมเป็น 100,000 คอร์” การขยายตัวอย่างมากของพลังการประมวลผลนี้จะช่วยเพิ่มความละเอียดและความสอดคล้องของการคาดการณ์ในระดับภูมิภาคได้อย่างมาก “การคาดการณ์ที่ดีขึ้นจะช่วยอพยพผู้คนได้เร็วยิ่งขึ้นหากมีพายุ นอกจากนี้ ยิ่งคุณสามารถคาดการณ์การผลิตพลังงานทดแทนได้แม่นยำมากเท่าไร คุณก็ยิ่งนำไปใช้ได้มากขึ้นเท่านั้น หากเราสามารถคาดการณ์ได้ดีขึ้น เราก็สามารถรับมือกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้ง่ายขึ้น”
“ประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ AMD EPYC นั้นยอดเยี่ยมมาก” Stauch กล่าวสรุป “EURO1k มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ไม่มีอะไรในการสร้างแบบจำลองสภาพอากาศที่ใกล้เคียงกับสิ่งนั้นในตอนนี้ ในแง่ของความจุข้อมูลที่เข้าสู่แบบจำลองและจำนวนการวิ่งที่เราทำต่อวัน มันเป็นนวัตกรรมที่ยิ่งใหญ่ในแบบจำลองสภาพอากาศ”

เกี่ยวกับลูกค้า
Meteomatics เป็นผู้เชี่ยวชาญในการพยากรณ์อากาศเชิงพาณิชย์ที่มีความละเอียดสูง การพยากรณ์กำลังไฟฟ้าสำหรับลม แสงอาทิตย์ และพลังน้ำ การรวบรวมข้อมูลสภาพอากาศจากชั้นบรรยากาศด้านล่างโดยใช้ Meteodrones และการส่งข้อมูลสภาพอากาศผ่าน Weather API ข้อมูลสภาพอากาศคุณภาพสูงช่วยให้ลูกค้าตัดสินใจได้ดีขึ้น ตั้งแต่การปรับปรุงความปลอดภัยบนเรือและเครื่องบินไปจนถึงการประหยัดเชื้อเพลิงและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของโรงงานพลังงานหมุนเวียน การเข้าถึงข้อมูลสภาพอากาศที่แม่นยำช่วยให้บริษัทต่างๆ เพิ่มผลผลิตและลดความเสี่ยง สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดไปที่ meteomatics.com