2015-03-12
於災害前預先作好準備
NVIDIA GPU 加速技術模擬地震損害情況
文: Cherry Kwok / 新聞中心

311 東日本九級地震發生屆滿四週年,讓人明白天災能帶來無可想像的破壞,造成的嚴重損害難以預料,為了在發生災害前做好準備, NVIDIA GPU 高效能運算技術能繪製出災害模擬結果突顯出地震帶來的危害,建立精密的高頻地震波在地殼上擴展的模擬內容。

 

311 東日本九級地震加上接踵而至的海嘯一共奪走了 16,000 人的性命,財物損失達 $2350 億美元。海地、智利及印尼在過去五年間也曾發生過具毀滅性的地震。加州人知道隨時可能再發生另一場重大的地震天災,但是這一場的規模會有多大 ? 又會造成多嚴重的損害 ?

 

NVIDIA 每年提供 15 萬美元的獎金,給在運用 NVIDIA GPU 技術解決社會、人道及環境問題方面,透過 NVIDIA GPU 高效能運算技術協助人們模擬危險區發生地震的情況,讓人們更能掌握發生地震的條件,以及發生地震時地球會有什麼變化。

 

南加州地震中心( SCEC )使用名為 AWP-ODC 的程式碼模擬地震讓地殼移動的情況,對影響小型住宅和結構物的高頻地殼運動方面,能預測摩天大樓和高速公路的高架橋等大型結構物受到長期地震搖動的影響。 SCEC 中心使用 AWP-ODC 模擬洛杉磯盆地發生 7.8 級地震時的多種晃動情況,模擬西北太平洋地區發生 9 級的「逆衝區地震」,採用搭配 NVIDIA GPU 加速技術的 AWP-ODC 程式碼來建立 CyberShake 地震災害模型,透過 3D 模擬內容和斷層斷裂描述內容運算加州地震的災害。

 

CyberShake

在 NCSA Blue Waters 上計算洛杉磯地區的兩個 Two CyberShake 災害模型

 

來自加州大學聖地亞哥分校聖地牙哥超級電腦中心計算機科學家崔一峰教授及其團隊開發 GPU 加上程式碼,以建立極為精密的高頻地震波在地殼上擴展的模擬內容。崔一峰教授團隊去年運用位於橡樹嶺國家實驗室內有   NVIDIA Tesla GPU 加速器的 Titan 超級電腦計算設施,首度能以物理上接近真實的情況,模擬高頻 10-Hz 大型斷層斷裂地層運動的情況。

 

AWP-ODC 程式碼使用 NVIDIA GPU 在複雜的聖安德烈亞斯斷層上進行運算,速度較傳統架構快上五倍,以更快的處理速度和更低的電費來模擬地震損害情況,能計算出 CyberShake 地圖上南加州 280 多座城市會遇到的風險。使用 3D 波型模型建立整個州的地震損害地圖,讓結構工程師能設計出更安全的結構、保險公司能規劃保障項目,而服務機構能分配各項緊急回應資源。

 

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