今冬的第一場(chǎng)雪(圖片來(lái)自互聯(lián)網(wǎng))

在供暖之前，北京市氣象局通過氣象預(yù)測(cè)了解到11月3日至11月7日期間可能出現(xiàn)寒流，因此市政府決定將2012-2013年采暖季居民供熱時(shí)間提前至11月3日24時(shí)。不得不說(shuō)，彈性的供暖制度更加人性化，但這有個(gè)前提：預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。因此別忘記幕后的功臣—準(zhǔn)確預(yù)測(cè)到寒流將至的HPC系統(tǒng)。

天體情況的變化自古就影響著民生大計(jì)，“草船借箭”的故事給諸葛亮博得“神機(jī)妙算”的千古美名。如今，“神機(jī)妙算”的重任由HPC接任，最常用到超級(jí)計(jì)算機(jī)的領(lǐng)域要數(shù)氣象預(yù)測(cè)、地震預(yù)測(cè)、碰撞試驗(yàn)、石油勘探、生命科學(xué)等研究。氣象預(yù)測(cè)是氣象科學(xué)中發(fā)展最為迅速的一個(gè)重要組成部分，他所研究的大氣運(yùn)動(dòng)關(guān)系到區(qū)域重要災(zāi)害性天氣的生消。所得出的預(yù)測(cè)結(jié)果源于兩方面，一方面應(yīng)用衛(wèi)星、雷達(dá)、風(fēng)廓線儀和自動(dòng)觀測(cè)站等一系列新的探測(cè)工具，獲取觀測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);另一方面通過數(shù)值模式，對(duì)天氣變化過程進(jìn)行深入的模擬研究和預(yù)報(bào)試驗(yàn)。無(wú)疑，超級(jí)計(jì)算機(jī)擔(dān)負(fù)著模擬計(jì)算的重任。

超級(jí)計(jì)算機(jī)通常是指由數(shù)百數(shù)千甚至更多的處理器組成、能計(jì)算普通PC機(jī)和服務(wù)器不能完成的大型復(fù)雜課題的計(jì)算機(jī)。因此是計(jì)算機(jī)中功能最強(qiáng)、運(yùn)算速度最快、存儲(chǔ)容量最大的一類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，多用于尖端科技領(lǐng)域。

IBM System p575集群(圖片來(lái)自互聯(lián)網(wǎng))

北京氣象局07年引進(jìn)了IBM超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)和空氣質(zhì)量控制工作，型號(hào)為IBM System p575，整套系統(tǒng)有1280顆CPU的高性能計(jì)算機(jī)，峰值浮點(diǎn)計(jì)算能力達(dá)到每秒9.8萬(wàn)億次(TFlops)。當(dāng)時(shí)為了應(yīng)對(duì)08年奧運(yùn)會(huì)時(shí)期準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)天氣情況，之后服役于氣象局，提供更加精確的北京地區(qū)天氣預(yù)報(bào)。該系統(tǒng)能夠覆蓋4.4萬(wàn)平方公里的區(qū)域，可為每平方公里按小時(shí)提供數(shù)字天氣預(yù)報(bào)、空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)等，多年的風(fēng)風(fēng)雨雨，可謂功不可沒。

桑迪颶風(fēng)席卷前后航拍對(duì)比圖(圖片來(lái)自互聯(lián)網(wǎng))

彈指間到了2012的尾聲，無(wú)論是否世界末日，但全球各地災(zāi)害頻發(fā)卻是不爭(zhēng)的事實(shí)。美國(guó)東海岸地區(qū)遭受颶風(fēng)桑迪的肆虐，造成不小的影響，雖沒有什么方法能消除天氣的威脅，但對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)的天氣威脅作出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，贏得應(yīng)對(duì)時(shí)間卻是非常重要的。世界上最快的氣候研究超級(jí)計(jì)算機(jī)黃石 (Yellowstone)，已于最近的上線，被安放在美國(guó)國(guó)家大氣研究中心的懷俄明州超級(jí)計(jì)算中心，每秒鐘運(yùn)算速度可達(dá)1500萬(wàn)億次，主要用途是對(duì)實(shí)體系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬，比如大氣和海洋等，今后該區(qū)域的天氣預(yù)測(cè)將會(huì)變得準(zhǔn)確得多。黃石擁有100個(gè)互相連通的機(jī)柜，其并行處理器總數(shù)為74592個(gè)，是全球運(yùn)行速度最快的25臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)之一。

世界上最快的氣候研究超級(jí)計(jì)算機(jī) 黃石(Yellowstone)系統(tǒng)

大氣運(yùn)動(dòng)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，受到海陸分布、地形和下墊面條件的影響，甚至人類活動(dòng)都會(huì)對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性帶來(lái)一定的影響，這無(wú)形中也增加了預(yù)測(cè)的難度。正因如此，對(duì)暴雨的預(yù)測(cè)遠(yuǎn)比對(duì)寒流來(lái)襲的預(yù)測(cè)難度大得多。我國(guó)算是超算大國(guó)卻算不上是超算強(qiáng)國(guó)，其差異在于應(yīng)用程序不完善，軟件發(fā)展遠(yuǎn)不及硬件發(fā)展的水平?？梢钥吹?，國(guó)內(nèi)正有不少組織機(jī)構(gòu)或是廠商在努力推進(jìn)在HPC領(lǐng)域的研究以及HPC人才的培養(yǎng)。又是一個(gè)預(yù)測(cè)出會(huì)有雨雪的周末，希望能更多地看到 HPC服務(wù)于生活，為寒冬增暖;更希望明年的雨季不會(huì)出現(xiàn)因“62年不遇的特大暴雨”難以預(yù)料而遭受人身財(cái)產(chǎn)損失。

zhaohang