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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室是海洋國家實(shí)驗(yàn)室是目前唯一正式獲批試點(diǎn)運(yùn)行的國家實(shí)驗(yàn)室，其超級計算機(jī)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(jī)，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(shí)驗(yàn)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(xiàng)海洋研究任務(wù)的開展，海洋國家實(shí)驗(yàn)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(duì)等大型平臺和海上試驗(yàn)場等大型設(shè)施建設(shè)。

海洋國家實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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?？?，海洋國家實(shí)驗(yàn)室的千萬億次超算系統(tǒng)對提高觀測水平,應(yīng)對氣候?yàn)?zāi)害,提升減災(zāi)防災(zāi)能力具有十分重要的現(xiàn)實(shí)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(shí)驗(yàn)室設(shè)計構(gòu)建的超級計算機(jī)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(diǎn)，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(kuò)展，實(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室超算是一個多用戶，多應(yīng)用，多領(lǐng)域的平臺，在其上運(yùn)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(shí)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(tuán)隊(duì)，通過浪潮獨(dú)有的天眼應(yīng)用特征分析軟件，為海洋國家實(shí)驗(yàn)室提供了應(yīng)用調(diào)優(yōu)服務(wù)，使用戶的應(yīng)用運(yùn)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(tuán)隊(duì)，并且分別與NVIDIA、Intel成立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(jī)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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