浪潮百万亿次神机妙算南海海洋气象预报

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浪潮天梭TS10000高性能计算集群将为南海海洋与大气数值模拟提供高性能高可靠的超级计算平台,从而提高南海近海风暴潮的预报精度,更大限度的降低风暴潮给南海近海居民造成的经济损失、人员伤害等,并同时为我国的南海舰队出行提供有针对性的气候预测参考,从而为我国南海领域筑起一道安全屏障。

近日,中国高性能服务器领导厂商浪潮成功签约中国科学院南海海洋研究所,浪潮天梭TS10000高性能计算集群将为南海海洋与大气数值模拟提供高性能高可靠的超级计算平台,从而提高南海近海风暴潮的预报精度,更大限度的降低风暴潮给南海近海居民造成的经济损失、人员伤害等,并同时为我国的南海舰队出行提供有针对性的气候预测参考,从而为我国南海领域筑起一道安全屏障。

中国科学院南海海洋研究所是我国规模最大的综合性海洋研究机构之一,重点研究热带边缘海海洋水圈-地圈-生物圈圈层结构及其相互作用特征与演变规律,探讨其对资源形成和环境变化的控制和影响,发展具有南海特色的热带海洋资源与环境过程理论体系和应用技术,并根据我国实施“科技兴海”战略和维护海洋权益的需求,以南海区域海洋过程的理论创新为重点,推动海洋应用技术的重大突破,开展海洋矿产资源勘查、海洋生物资源利用、海洋工程环境与军事环境评价和预测等方面与经济建设和社会可持续发展相关的重大科学问题研究和成果转化,为发展我国海洋经济和维护海洋权益做出基础性、战略性和前瞻性贡献。

浪潮天梭TS10000高性能计算集群将为中国科学院南海海洋研究所的“南海区域实时海气数值预报试验平台”提供服务。该平台主要对南海及周边区域的大气状况进行72小时(短期)和15天(中期)的预报,海洋环流模式采用较高分辩率的三维风暴潮模式,并利用内区域大气模式所预报的风场和气压场作为海洋风暴潮模式的外强迫场,进行48小时的风暴潮预报。该试验平台实现网上实时自动获取模式初始场和边界场所需的各种分析资料,并每隔6小时自动运行一次,及每天可做02、08、14、20点4次的预报。“南海区域实时海气数值预报试验平台”曾多次准确预报了台风、风暴等自然海洋灾害,如超强台风“凡亚比”、“鮎鱼”的强度、移动路径等,为国家和南海沿海居民降低了经济损失和人员伤亡。“南海区域实时海气数值预报试验平台”的建立,为研究南海海洋环流与涡漩、海洋内部混合及海气相互作用机理等提供重要的诊断分析手段,为南海海洋所“十二五”承担的“973”国家重大科技攻关项目“南海海气相互作用与海洋环流和涡旋演变规律”的顺利开展和实施提供必要的技术支持与保障,亦为今后发展完全耦合的高分辨率海-气-浪耦合模式和实时资料同化系统打下基础。

 
南海区域实时海气数值预报试验平台

为做好本次系统建设,南海海洋所的技术专家针对应用需求、系统建设等组织了多轮论证研讨,考虑到研究业务和系统的安全性及重要性,项目确定了以国内高性能计算厂商建设为主的思路,专家们要求参与该项目的国内高性能计算厂商必须具备同等经验的高性能计算系统建设、软件应用的经验,且最好能有实际应用案例,尤其在海洋与大气领域要具备非常丰富的能力和经验。在这个原则下,南海海洋研究所的专家深入考察了多个国内高性能计算厂商,组织了高规格、高要求的方案遴选,最终专家一致选择了浪潮中标。那么浪潮具备哪些优势从各厂商中脱颖而出,最终承担起建设预测南海海洋气象的高性能计算系统的大任呢?

1 丰富的超级计算系统建设及海洋气象领域应用经验

十一五期间,浪潮参与了国内多台千万亿次超级计算机如国家超算天津中心“天河1A”和国家超算济南中心“神威蓝光”的研发工作,积累了丰富的尖端研发经验。浪潮为清华大学定制设计的172万亿次“地球系统模拟器”是中国研究全球气候变化的重要超算平台并已完成IPCC AR5的计算任务,浪潮为中国海洋大学建设的超级计算机帮助科学家在海洋环境与气象研究领域取得了丰硕的研究成果。南海海洋研究所的专家在实地考察清华大学以及中国海洋大学的超级计算系统后,对浪潮的超算系统建设技术水平与领先的应用能力给予了高度评价。

2 高性能高可靠,总体设计性能超百万亿次

浪潮为中国科学院南海海洋研究所提供的这套超算系统总体设计性能超过百万亿次,一期系统建设计算能力达到50TFlops存储容量达到400TB。

整体集群大规模部署浪潮高密度刀片服务器NX5440,采用性能强劲的Intel Sandybridge系列处理器,每台刀片机箱可支持20个双路刀片节点是业界最高计算密度的HPC刀片,同时支持双路和四路刀片混插,支持内置冗余Infiniband 高速交换模块、冗余以太网交换模块、冗余管理模块、所有电源风扇模块支持冗余热插拔,企业级的领先设计使得刀片服务器在高性能的同时还具备了最高的可靠性有效避免系统故障。

集群采用浪潮自主研发的八路服务器TS850做为胖节点,支持八颗E7-8837处理器,支持硬件分区,同时最高支持至2TB内存,满足用户最极端的计算需求;集群采用浪潮专业化存储构建浪潮并行文件系统,采用双RAID架构设计,元数据和对象数据物理分割,充分保证稳定性和用户数据安全,存储带宽大于每秒3GB/s;计算网络则采用QDR IB全线速互联计算网络,延迟表现优异,千兆集中管理网络,独立IPMI网络;另外配置浪潮专业定制化的集群管理调度软件解决方案,集中监控调度集群各种资源状态。

3 重视应用,定制专属应用软件,满足海洋大气应用严苛要求

浪潮始终把客户应用需求摆在第一位,考虑到用户对于海洋气象应用的需求,浪潮与气象科学家共同研发数值天气预报软硬件一体化解决方案,在浪潮提供的高性能计算集群系统上,专门为气象用户提供了“数值模拟支撑系统”的应用软件,使得整体系统应用效能大幅提升。同时,浪潮还将发挥浪潮-Intel并行计算联合实验室的技术优势,将最新的MIC融核技术应用到数值气象模拟软件的前沿研究中。

浪潮具备大型超算系统的构建和运营经验,并提出高性能高可靠的软硬件一体化解决方案,在此基础上为用户按需定制专业应用软件,重视用户的应用需求。此次浪潮为南海海洋所建设大型超算系统,是浪潮在海洋气象领域的又一次重大突破,浪潮将继续为我国的海洋大气研究,为科技兴海战略等提供更好的方案和服务。

责任编辑:张玉 来源: 51CTO
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