近日，國際高分辨率海洋與氣候預(yù)測研討會在青島海洋國家實驗室）順利舉行。浪潮海洋領(lǐng)域高性能計算應(yīng)用專家受邀參會并做了《E級超算高分辨率海洋模式的優(yōu)化策略》的報告，現(xiàn)場得到NCAR在內(nèi)的國內(nèi)外專家高度關(guān)注及好評。海洋國家實驗室是海洋國家實驗室是目前唯一正式獲批試點運行的國家實驗室，其超級計算機由浪潮設(shè)計構(gòu)建，峰值性能超千萬億次，是我國海洋領(lǐng)域最快超級計算機，并正在規(guī)劃升級到百億億次E級超算。高分辨率海洋與氣候預(yù)測可以較精細(xì)的探測海洋潮汐、海浪等情況，相當(dāng)于給海洋做“CT”,可以幫助人類了解神秘海洋。

海洋國家實驗室于2013年獲得科技部正式批復(fù)，由國家部委、山東省、青島市共同建設(shè)，定位于圍繞國家海洋發(fā)展戰(zhàn)略，開展基礎(chǔ)研究和前沿技術(shù)研究，依托青島、服務(wù)全國、面向世界建設(shè)國際一流的綜合性海洋科技研究中心和開放式協(xié)同創(chuàng)新平臺。為更好的推進(jìn)各項海洋研究任務(wù)的開展，海洋國家實驗室啟動了高性能科學(xué)計算與系統(tǒng)仿真、海洋藥物篩選、海洋科考船隊等大型平臺和海上試驗場等大型設(shè)施建設(shè)。

海洋國家實驗室

高分辨海洋與氣候預(yù)報對計算力的需求

高分辨率的海洋預(yù)報可以為海洋安全、海上活動、防災(zāi)減災(zāi)等提供更加科學(xué)的決策依據(jù)。同時也對超級計算的能力構(gòu)成巨大挑戰(zhàn)。目前，海洋氣候分析模式大多數(shù)是在百公里級以上。高分辨海洋預(yù)報模擬會讓預(yù)測的準(zhǔn)確性大幅度提升，預(yù)測的結(jié)果將更加細(xì)致，但相對的計算量也會增加數(shù)百乃至上千倍。

清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系教授林巖鑾表示，在海洋與氣候預(yù)測領(lǐng)域，提高水平分辨率能解決非常多目前到達(dá)瓶頸的問題。推動海氣耦合系統(tǒng)模式發(fā)展，建立模型的過程中，需要對每個海洋網(wǎng)格增強像素化，這樣才能更好的解析中小尺度的氣候變化過程。但是水平分辨率提高后，計算量級的增長也非?？欤Ｑ髧覍嶒炇业那f億次超算系統(tǒng)對提高觀測水平,應(yīng)對氣候災(zāi)害,提升減災(zāi)防災(zāi)能力具有十分重要的現(xiàn)實意義。

給海洋做“CT”的超算長啥樣？

高速均衡設(shè)計理念：浪潮為海洋國家實驗室設(shè)計構(gòu)建的超級計算機遵循均衡設(shè)計的理念,具有“四個高”: 高計算性能、高速存儲、高速互聯(lián)、高效水冷。計算上采用浪潮超高密度刀片服務(wù)器I8000，8U空間內(nèi)容納20個雙路計算節(jié)點，是業(yè)界最高密度的刀片服務(wù)器；采用了最先進(jìn)的100Gb OPA高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；存儲方面選用高效穩(wěn)定的高速并行存儲系統(tǒng)，按需擴展，實測總帶寬超過40GB/s；制冷選擇業(yè)界先進(jìn)的LCP液冷技術(shù)，系統(tǒng)整體PUE低于1.4。

先進(jìn)高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：海洋國家實驗室超算是中國首套大規(guī)模Intel Omni-Path 高速網(wǎng)絡(luò)的集群。浪潮是Intel在中國最重要的HPC合作伙伴，雙方深度合作為采用100Gbps網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模超算構(gòu)建優(yōu)化提供了標(biāo)桿示范。

高效率管理調(diào)度：海洋國家實驗室超算是一個多用戶，多應(yīng)用，多領(lǐng)域的平臺，在其上運行的軟件多達(dá)近百款，其中很多都是用戶自研的應(yīng)用。浪潮提供了智能的集群管理軟件Cluster Engine，依靠浪潮的研發(fā)實力，支持為用戶進(jìn)行定制化開發(fā)，適配用戶的應(yīng)用，構(gòu)建了一個易用、高效、穩(wěn)定的超算平臺。

領(lǐng)先應(yīng)用調(diào)優(yōu)服務(wù)：浪潮在高性能計算領(lǐng)域擁有深厚積累，擁有一支專業(yè)的高性能應(yīng)用研究分析團隊，通過浪潮獨有的天眼應(yīng)用特征分析軟件，為海洋國家實驗室提供了應(yīng)用調(diào)優(yōu)服務(wù)，使用戶的應(yīng)用運行效率達(dá)到最優(yōu)，得到了用戶的高度好評。

目前，浪潮已經(jīng)積累了十余個行業(yè)的三百余款軟件的應(yīng)用特征，建立了六十余款典型應(yīng)用基準(zhǔn)算例庫，能夠提供定制化解決方案和專業(yè)的應(yīng)用調(diào)優(yōu)服務(wù)。浪潮還擁有國內(nèi)唯一具備CPU/GPU/MIC的專業(yè)軟件開發(fā)/調(diào)優(yōu)/培訓(xùn)/咨詢團隊，并且分別與NVIDIA、Intel成立了聯(lián)合實驗室，在GPU/MIC應(yīng)用開發(fā)移植調(diào)優(yōu)方面具有深厚的功力。

未來，高性能科學(xué)計算與系統(tǒng)仿真平臺將圍繞國家海洋科技創(chuàng)新發(fā)展的重大應(yīng)用需求，全面將國家互聯(lián)網(wǎng)+、國家大數(shù)據(jù)、國家人工智能2.0等重大戰(zhàn)略計劃融合到海洋領(lǐng)域中，而海洋國家實驗室所布局的海洋動力與氣候、海洋藥物與生物制藥等學(xué)科，都對E級超算具有強烈的學(xué)科自身計算需求和學(xué)科之間的重大協(xié)同計算需求。為此，海洋國家實驗室還將與浪潮共同推進(jìn)共同規(guī)劃建設(shè)E級超級計算機的建設(shè)，全力打造海洋領(lǐng)域的國產(chǎn)化超算大科學(xué)裝置。

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