這段時(shí)間“南海”問題一度非常緊張，普通大眾對(duì)于海洋的印象從浪漫之地回歸到了國家海洋安全上來。實(shí)際上，國家海洋的研究從戰(zhàn)略價(jià)值至科研價(jià)值到開發(fā)價(jià)值的探索從未停止過。

海洋本身就是一座幾乎未開發(fā)寶藏，今天我們也只是在用高性能計(jì)算探索出了它們中很小部分的秘密。

據(jù)國家海洋局第一海洋研究所的劉海行主任介紹：國家物理海洋科研手段之一是海洋環(huán)境數(shù)據(jù)模擬，比如海洋數(shù)值模式：根據(jù)海洋中的基本物理定律，確定海洋系統(tǒng)中各個(gè)成份的性狀及其演變的數(shù)學(xué)方程組，并將其在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)程序化，它使得海洋科學(xué)“可實(shí)驗(yàn)”，同時(shí)，它也是研究海洋和進(jìn)行預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)的核心手段。

上圖為：據(jù)國家海洋局第一海洋研究所的劉海行主任

海洋數(shù)值模式探索的意義

海洋數(shù)據(jù)模式探索的意義在于：

從理論研究來言，體現(xiàn)了對(duì)物理過程認(rèn)識(shí)及應(yīng)用的水平;

通過觀測(cè)檢測(cè)：體現(xiàn)了一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平;

數(shù)值模式：體現(xiàn)了一個(gè)國家的海洋的科學(xué)研究能力。

因此，很多國家都高度重視海洋環(huán)境數(shù)據(jù)模擬，國家海洋局第一海洋研究所研發(fā)了自身的高效并行海浪數(shù)據(jù)模式，其具體實(shí)現(xiàn)方式為：

非規(guī)則類矩形分區(qū)方案(二次曲線填充)，降低相鄰距離，提高Cache效率，減少鄰居數(shù)和交換點(diǎn)數(shù);

空間格式序列化內(nèi)存存儲(chǔ)方案，避免計(jì)算過程對(duì)計(jì)算點(diǎn)的判斷;

負(fù)載接近絕對(duì)均衡，各分區(qū)計(jì)算點(diǎn)數(shù)相差。

海洋研究的高標(biāo)準(zhǔn)需求

由于上述高性能計(jì)算的復(fù)雜性，對(duì)計(jì)算、存儲(chǔ)及科研能力均提出了很高的需求，在計(jì)算能力方面，需要：

模式計(jì)算：要求8000核，1天可積分3年，1年可積分 1000年;

同化計(jì)算：集合調(diào)整卡曼濾波，10個(gè)集合成員7680核，1天可積分16天;

達(dá)到1/32度：計(jì)算量至少提高30倍。

在存儲(chǔ)需求方面：

模式輸出(IO壓力)：每次IO壓力最少20GB，

達(dá)到1/32度。

而在研發(fā)能力方面，更是對(duì)復(fù)合型人才提出了很高的需求：

在模式擴(kuò)展方面：針對(duì)大規(guī)模并行計(jì)算設(shè)計(jì)，改進(jìn)模式代碼;

并行方案：針對(duì)應(yīng)用設(shè)計(jì) ，改進(jìn)網(wǎng)格方案;

工具軟件：性能分析，計(jì)算優(yōu)化。

利用英特爾融核架構(gòu)海洋環(huán)境數(shù)值模擬系統(tǒng)

當(dāng)然，辦法總比困難多，國家海洋局最終建立起三維、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的海洋環(huán)境數(shù)值模擬系統(tǒng)，以創(chuàng)新的數(shù)字化技術(shù)加速海洋研究和海洋資源的開發(fā)利用。借助于基于英特爾的高性能計(jì)算平臺(tái)所提供的領(lǐng)先性能和統(tǒng)一編程模型，將英特爾至強(qiáng)融核處理器的領(lǐng)先性能和通用x86結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了完美整合。

據(jù)了解，英特爾至強(qiáng)融核處理器是英特爾首款專門針對(duì)高度并行工作負(fù)載而設(shè)計(jì)的、可獨(dú)立自啟動(dòng)的主處理器，且首次實(shí)現(xiàn)了高帶寬內(nèi)存與高速互聯(lián)技術(shù)的集成。憑借多達(dá)72個(gè)高效內(nèi)核可提供超過3TFLOPs(每秒浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù))的雙精度峰值的計(jì)算能力，消除對(duì)PCIe總線依賴而提供的高可擴(kuò)展性，可集成雙端口英特爾? Omni-Path架構(gòu)(英特爾? OPA)帶來進(jìn)一步降低解決方案成本、能耗和空間占用率的優(yōu)勢(shì)，以及與至強(qiáng)處理器相通用的編程模型可保證的軟件與應(yīng)用的兼容性，該處理器為更快速的數(shù)據(jù)分析提供了強(qiáng)勁的計(jì)算引擎與堅(jiān)實(shí)的創(chuàng)新基石。

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本文轉(zhuǎn)自d1net（原創(chuàng)）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的英特尔至强融核助力国家海洋局探索超算应用的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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