美研制新型超级计算机 可运行高精度气候模型
时间:2017-12-08

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  根据麻省理工学院技术评论的在线报告,美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员设计了一种新型的超级计算机,可以运行预测精度达到千米的气候模型,此外,超级计算机还使用用于手机和MP3播放器的芯片设计技术,将比其他超级计算机节省数百倍的电力,降低运营成本。

  虽然今天的超级计算机具有超强的计算能力,但是没有足够强大的算法能够在公里范围内运行,公里级精度将使研究人员能够模拟和改善云的运动。气候模型的整体精度是有利于对全球变暖做出更好的决策。

  劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的计算机科学家约翰·沙夫(John Schalf)表示,庞大的资本投资已经成为构建解决现有超级计算机较大科学问题的大型系统的障碍。运用当前的技术,运行高精度气候模型的超级计算机每年花费高达1.5亿美元的电力。因此,Scharf和他的同事们期待通过使用类似于移动电子产业的方法来微调处理器来构建超级计算机,这将使运行成本降低到当前超级计算机的一小部分。

  伯克利的研究人员使用芯片制造商Tensilica的软件来创建一个只具有必要特性的核心。此外,研究人员量身定制了内核之间的芯片内存和通信架构,以提高效率,最大限度地降低功耗。

  超级计算机包含2000万个处理核心。研究人员估计,虽然32核心芯片只有一个火柴盒大小,但整个超级计算机仍然占据网球场的一半。到今年年底,研究人员预计将使用数十个这样的内核来模拟气候模式。该技术将使研究人员能够通过改变硬件来更好地适应模型,并且通过修改模型能够与硬件一起工作。沙夫夫说,伯克利的研究人员正在寻求建立一台更适合研究具体科学问题的计算机,而不是建立一台计算机,只是向科学家提出科学问题。由科罗拉多大学开发的这个特殊的气候模型将世界划分为2000万个地区和每个地区一个处理器,以追踪风暴和气候向前的移动。

  研究人员说,云是气候系统模拟中最难的部分。目前,气候模式只能预测数百公里精确的云运动。这也意味着类似的气候模式会产生显着不同的结果。高精度模型将在区域决策中发挥非常重要的作用。例如,政府可以决定是否需要为未来的潜在干旱投入更多的预算,是否需要加强沿海城市的基础设施建设。非常准确的气候模式将使这样的决定更容易调整。