揭秘支撑加拿大天气预报背后的超级计算机

　　支撑加拿大天气预报的超级计算机正在升级，NVIDIA 网络将被用于这个长时间运行的计算密集型环境模型。

　　该系统位于魁北克，运行着一种名为 GEM（Global Environmental Multiscale model：全球环境多尺度模型）的复杂的预测和数据同化的业务。该模型可处理有关温度、气压和风的信息，以生成域区性和全球性的预报。

　　这一高性能计算系统由 IBM 制造，是加拿大环境与气候变化部（该政府机构负责协调环境政策并提供该国的天气预报）的主要天气预告集群。

　　由于大气变化建模所需的数据和模拟程序十分复杂，因此使用 GEM 的科学家们需要强大的互连技术才能在系统之间快速传输数据。

　　加拿大环境部的升级版超级计算机将于今年投入使用，该计算机采用 NVIDIA HDR InfiniBand 网络，在 DragonFly+ 网络拓扑结构中配备了 NVIDIA ConnectX-6 网卡和数百台 NVIDIA Quantum InfiniBand 交换机。

　　这台 3800 节点的 Lenovo 超级计算机可灵活地支持任何规模的工作负载。开发大规模生产模型的研究人员可能需要使用整个系统，天气预报员则可能并行地运行多个特定时间范围内的业务，每项业务可能需要相应自定义数量的处理器。此外，对于其它的 HPC 应用，用户可以利用系统的高性能和高吞吐量来运行不同规模的工作负载。

　　超级计算与天气的明朗前景

　　在加拿大服务共享局这一政府机构的管理下，这台加拿大环境部的系统将支持大气和环境科学研究项目，同时还可全天候维护实时的天气预报生成环境。

　　50 多年来，加拿大环境部一直使用超级计算机进行大气科学天气预报，但是，预报的质量取决于数据的复杂度和超级计算机能够处理的分辨率。

　　GEM 模型基于可变分辨率策略，因此研究人员可以在统一分辨率下查看全球预报，或选择特定坐标（例如加拿大境内某个需要关注的区域）以创建高分辨率子区域，提供更细粒度的分析。

　　为了运行 GEM 这样的复杂环境模型，科学家们依赖的系统需要能通过互连技术来加速应用性能和提高可扩展性。NVIDIA InfiniBand 的技术优势使其成为各类服务机构（包括 NASA、西班牙气象局、中国气象局等）进行气候研究和天气预报的首选解决方案。

　　借助 NVIDIA InfiniBand 的网络计算和智能卸载功能，超级计算机可以快速传输数据，在整个数据中心范围内提高效率并降低延迟，从而更快地运行复杂的环境模型。InfiniBand 的标准技术可确保向前和向后兼容性，同时也是开源技术和支持开放式 API。

　　编辑：jq