地震依舊是地球上最難以預測的現象之一，不過地質學家覺得要是他們能對地球內部有更深入的認識，便能更準確地評估地震風險。
普林斯頓大學的一支研究小組利用搭載 GPU 的超級電腦，對地球的地幔上進行核磁共振成像攝影，以求取得更多深入資料。
普林斯頓大學地質學系獲得著名 Blair Professor 頭銜的 Jeroen Tromp 教授說：「我們現在有能力用數字化的方式，在 3D 立體圖中模擬地震波傳播的完整物理學內容，而我們使用各地的地震資料，試著勾勒出地球內部的 3D 立體影像。」
這在運算上是一項極為艱鉅的任務，幸好 Tromp 及其團隊可以運用一件超強工具來實現它：也就是美國能源部在田納西州橡樹嶺所成立之橡樹嶺國家實驗室的 Summit 超級電腦。
搭載超過2.7萬個 NVIDIA V100 Tensor Core GPU 的 Summit 超級電腦，非常適合提供使用者要求的平行運算級別。
Tromp 及其團隊試著模擬地震波如何穿過地球內部。他們為此必須考慮礦物學、溫度等事物的變化。
舉例來說，要是一塊岩石又硬又冷，便會以固定速度傳遞地震波；但若對同一塊岩石加溫，它便會變軟且地震波傳遞速度變慢，改變地震波到達地球表面的時間。
地球的製圖者
發生地震之際，全球地震儀網路會記錄引發的波動。Tromp 及其團隊使用這些「觀測」資料來模擬地震活動，再記錄兩個資料集之間的差異、調整這些發現對地球內部樣貌的限制，並且重新開始。
將 3D 模擬的結果與近1500次實際地震的觀測資料進行比較，Tromp 表示其團隊對於地球內部樣貌逐漸有了更清晰的概念，這也將使得科學家們更能夠預測地震特性。
「正是這些資訊告訴我們要如何改進模型，這就是震波層析成像術的本質，我們基本上是繪製地幔的人。」Tromp 說。
研究團隊必須同時執行這些模擬和比較。Tromp 表示以前在 GPU 與 CPU 之間傳遞資料，一直是進行此類研究的限制因素。但在他們使用 NVIDIA NVLink 技術後，便能更快在 Summit 的 GPU 與九千多個 IBM POWER9 CPU 之間進行高速連接，也就能在 GPU 上有更多時間進行模擬和比較。
Tromp 表示：「新款 NVIDIA Volta GPU 的晶片上有更大量的記憶體，這對我們會造成很大的影響。我們盡一切努力，試著把 GPU 上的所有內容存到記憶體裡，此舉將大幅提升運算表現。」
懸賞：更多資料
Tromp 最終希望他的團隊能夠利用所有運算能力，對目前可取得的六千筆地震資料進行模擬。他說取得更多資料集的費用讓他們無法進行，而更多資料也代表著可以更快掌握地震風險和特性。
為了推動繼續前進，Tromp 的團隊打造出一項機器學習工具的測試版，可以幫助砥礪測量結果。然而團隊可以用的資料愈是可靠，模型當然也就愈是準確。
「我們有數百萬個震動圖，也進行了上千萬次的測量，對人工智慧工具來說是一個很好的訓練資料集。在某個時間點上我們可以訓練深度學習神經網路，以實際模擬或預測地震，這也不是什麼難以想像的事。」Tromp 說。