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“在很大程度上,一个国家的计算能力决定了它在地球系统模式研究方面的发言权,有很好的数学模型、高分辨率的数据固然重要,但是如果没有超级计算能力的支撑,就都是空话.”中国科学院院士徐冠华在清华大学和浪潮集团共同研制的超百万亿次超级计算机（HPC）启用仪式上,这样肯定超级计算机的价值.据悉,这是目前我国高等院校性能最高的计算平台,也是我国在地球系统模拟领域速度最快的超级计算机.它可以还原或预测地球自然变化过程,实现对洋流、大气、地壳等的仿真研究,是重大工程、重大经济政治问题的决策依据,在防灾减灾、防止气候变化等方面也具有重要作用.
软件配合提高效用
和其他支撑科学运算的超级计算机一样,此次支撑地球系统模拟器的超算系统如果想发挥最大效用,还需要硬件和针对应用的并行软件之间进行专门开发和特殊优化.
清华大学全球变化研究院王斌教授介绍,地球模拟器是对地球自然过程进行数值模拟的超级计算机,是包含高性能计算机、软件工具、支撑技术、并行应用软件与应用于一体的复杂系统.此次投入使用的“地球系统模拟器”超百万亿次超级计算机采用超异构并行可扩展架构,目前已经承担起联合国政府间气候变化专门委员会第五次评估报告（IPCC-AR5）气候模拟、预测、评估试验的计算任务,以往只有发达国家参加,中国是唯一的发展中国家参与者.
超算系统创新
据浪潮集团高性能产品总经理刘军介绍,此次用于地球系统模拟器的超级计算机系统,通用CPU计算性能为每秒104万亿次,GPU计算性能达到每秒68万亿次,总计算性能为每秒172万亿次,内存总容量30TB,共享存储系统容量1PB,系统功率包括制冷系统功率不到350千瓦.
据悉,该超算系统在系统结构上还实现了六大创新.第一,超高密度,浪潮研发了业界最高密度的刀片服务器,7U支持20个双路的计算节点,9个机柜就可以达到超百万亿次的计算性能.第二,网络结构上采用分级论文范文高速网络交换,降低了线缆的数量,整个系统非常简洁.第三,PB级海量存储系统基于无阻塞交换架构,可以从目前的1PB扩展到32PB.第四,服务化资源作业监控,将计算应用进行服务化转变,用户可以实现多维度统计报表.第五,液态冷却系统设计,可根据热负载智能调节机柜制冷量.第六,全信息实时环境测控系统,包括室外风冷、室内水冷、空调系统等,实时了解整个系统运行信息.
浪潮集团与清华大学本次合作的“地球系统模拟器”科学工程将涉及技术研发与完善、专用设备研制以及人才队伍建设三大方面.在技术方面,并行算法运行程序的研发以及优化是双方技术合作方面的重点.刘军表示,浪潮也将就地球系统计算的需求进行进一步开发,甚至研制专用处理芯片,以提高超算系统效能.
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