كاوست تفوز بـ "نوبل" جوائز الحوسبة عالية الأداء في مجال النمذجة المناخية

حصلت جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) على جائزة جوردون بيل من جمعية آلات الحوسبة ”ACM Gordon Bell“ للنمذجة المناخية، التي تُعرف بـ "نوبل" جوائز الحوسبة عالية الأداء، بالتعاون مع المركز الوطني للأبحاث الجوية التابع لمؤسسة العلوم الوطنية بالولايات المتحدة وشركاء آخرين.

وصلت كاوست إلى التصفيات النهائية مرتين هذا العام بمشروعين، وفازت بالجائزة عن ورقتها البحثية بعنوان "تعزيز مخرجات نماذج نظام الأرض وتوفير بيتابايت في تخزينها باستخدام محاكيات مناخية من سعة إكساسكيل". وكان هذا العمل تعاوناً بين فريق من العلماء بقيادة الدكتور سامح عبد الله، والبروفيسور مارك جينتون أستاذ "الخوارزمي" المتميز في علوم الإحصاء، والبروفيسور ديفيد كيز، والدكتور حاتم لطيف، والبروفيسور جورجي ستينشيكوف، والدكتورة ينغ صن، والدكتور يان سونغ.

 أما المؤسسات الشريكة فهي المركز الوطني للأبحاث الجوية التابع لمؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية (NSF)، وجامعة نوتردام، وجامعة سانت لويس، وشركة إنفيديا، وجامعة لاهور للعلوم الإدارية.

وجائزة غوردون بيل هي جائزة مرموقة تحمل اسم المهندس الرائد في مجال معمارية الحاسب الآلي "غوردون بيل" الذي أسس مديرية الحوسبة وعلوم المعلومات التابعة لمؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية. تُمنح الجائزة، في عامها السابع والثلاثين، سنويًا لتكريم الإنجازات المتميزة في مجال الحوسبة عالية الأداء (HPC) وتطبيقها على أنظمة العالم الحقيقي. يشار إلى أن هذا الإنجاز هو الأول من نوعه لمؤسسة في الشرق الأوسط، مما يمثل علامة فارقة للمملكة العربية السعودية والمنطقة.

وبهذه المناسبة، قال الدكتور سامح عبد الله "أشكر الفريق بأكمله على تفانيه وعمله الجاد. الفوز بجائزة جوردون بيل في مجال الحوسبة عالية الأداء يمثل إنجازاً كبيراً، ليس فقط لنا، ولكن لكاوست أيضاً، مما يعزز مكانتها كجامعة رائدة في المنطقة." وأضاف البروفيسور جينتون "لا أجد الكلمات لوصف مدى سعادتي بهذه الجائزة التي تأتي مرة واحدة في العمر. هذا هو السبب الذي دفعني للانضمام إلى كاوست قبل أكثر من عقد لتحقيق هذا الحلم". وقال البروفيسور كيز "هذا هو العام الثالث على التوالي الذي نصل فيه إلى التصفيات النهائية، ومن الرائع أن نفوز أخيراً بجائزة جوردون بيل لصالح الباحثين الشباب في الفريق وللمملكة العربية السعودية".

على الرغم من أن النمذجة المناخية كانت موجودة كأحد المجالات العلمية منذ الخمسينيات، فإن ظهور الحواسيب الفائقة من نوع "إكساسكيل"، التي تستطيع إجراء كوينتيليون (مليون تريليون) عملية حسابية في الثانية، أتاح إمكانية فهم تغير المناخ بشكل متقدم وغير مسبوق. من خلال استخدام حواسيب الإكساسكيل، تمكن الباحثون في مجالي الحوسبة والمناخ من تطوير نماذج دقيقة للغاية لنظام الأرض. وتُقدم هذه النماذج وعوداً كبيرة في فهم المناخ، لكنها تتطلب قدراً كبيراً من الوقت والطاقة في الحوسبة وقدرة استيعاب ضخمة لتخزين الكم الهائل من البيانات التي تولدها.

في الورقة البحثية الفائزة، طوّر علماء كاوست وشركاؤهم محاكاة مناخية من طراز إكساسكيل لتلبية المتطلبات الحاسوبية والتخزينية المتزايدة لنماذج نظام الأرض عالية الدقة. وتعتمد هذه المحاكاة الإحصائية على عدد قليل من المحاكاة التفصيلية أو الملاحظات المباشرة لإنشاء نموذج أكثر إحكاماً يمكن استخدامه للتنبؤ بالسلوك المتوقع للنظام في أي نقطة مكانية أو زمنية.

على سبيل المثال، يمكن للنظام توقع عدد الأيام الممطرة خلال موسم زراعي، أو سرعة الرياح في موقع مخصص لمزرعة رياح، أو كمية الثلوج المتوقعة في أسبوع تزلج في منتجع معين. وبدون هذه المحاكاة الإحصائية، تتطلب هذه النتائج معالجة كميات هائلة من البيانات التي تحتاج إلى تخزينها.

أظهرت التجارب على العديد من الحواسيب العملاقة، بما في ذلك "شاهين 3" الخاص بكاوست، أن المحاكاة توفر عدة "بيتابايتات" من مساحة التخزين. للتوضيح، البيتابايت الواحد يساوي تقريباً السعة التخزينية لـ 170 خادماً حاسوبيًا (سيرفر) من الطراز العالي.

يذكر أن كلاً من الدكتور لطيف والبروفيسور كيز شاركا في تأليف جميع أوراق كاوست الأربعة التي وصلت إلى التصفيات النهائية لجائزة جوردون بيل على مدى السنوات الثلاث الماضية، إلى جانب خبراء تطبيقات مختلفة في الإحصاء والمناخ وعلم الجينوم والتصوير الزلزالي.

وقُدمت جائزة جوردون بيل للنمذجة المناخية خلال المؤتمر الدولي للحوسبة عالية الأداء والحوسبة الشبكية والتخزين والتحليل (SC24)، الذي عقد في الفترة من 17 إلى 22 نوفمبر في أتلانتا، بولاية جورجيا الأمريكية.

تستعد كاوست للعب دور رئيسي في مؤتمر الأطراف السادس عشر لاتفاقية الأمم المتحدة لمكافحة التصحر (Cop16) الذي سيعقد في ديسمبر القادم في العاصمة الرياض، حيث ستشارك الجامعة بتحديثات حول حلولها المناخية التطبيقية مع صنّاع السياسات والقادة المشاركين.