海洋國家實驗室：要用E級超算給海洋做「CT」

近日，國際高解析度海洋與氣候預測研討會在青島海洋國家實驗室舉行，海洋國家實驗室是海洋國家實驗室是目前唯一正式獲批試點運行的國家實驗室，為更好的推進各項海洋研究任務的開展，海洋國家實驗室啟動了高性能科學計算與系統模擬、海洋藥物篩選、海洋科考船隊等大型平台和海上試驗場等大型設施建設，其超級計算機峰值性能超千萬億次，是我國海洋領域最快超級計算機，並正在規劃升級到百億億次E級超算。高解析度海洋與氣候預測可以較精細的探測海洋潮汐、海浪等情況，相當於給海洋做「CT」，可以幫助人類了解神秘海洋。

海洋國家實驗室

高分辨海洋與氣候預報對計算力的需求

高解析度的海洋預報可以為海洋安全、海上活動、防災減災等提供更加科學的決策依據。同時也對超級計算的能力構成巨大挑戰。目前，海洋氣候分析模式大多數是在百公里級以上。高分辨海洋預報模擬會讓預測的準確性大幅度提升，預測的結果將更加細緻，但相對的計算量也會增加數百乃至上千倍。

清華大學地球系統科學系教授林岩鑾表示，在海洋與氣候預測領域，提高水平解析度能解決非常多目前到達瓶頸的問題。推動海氣耦合系統模式發展，建立模型的過程中，需要對每個海洋網格增強像素化，這樣才能更好的解析中小尺度的氣候變化過程。但是水平解析度提高後，計算量級的增長也非常快，海洋國家實驗室的千萬億次超算系統對提高觀測水平，應對氣候災害，提升減災防災能力具有十分重要的現實意義。

給海洋做「CT」的超算長啥樣？

高速均衡設計理念：海洋國家實驗室設計構建的超級計算機遵循均衡設計的理念，具有「四個高」： 高計算性能、高速存儲、高速互聯、高效水冷。計算上採用業界最高密度的刀片伺服器、最先進的100Gb OPA高速網路技術；存儲方面選用高效穩定的高速並行存儲系統，按需擴展，實測總帶寬超過40GB/s；製冷選擇業界先進的LCP液冷技術，系統整體PUE低於1.4。

海洋國家實驗室超算是中國首套大規模Intel Omni-Path 高速網路的集群，作為一個多用戶，多應用，多領域的平台，在其上運行的軟體多達近百款，其中很多都是用戶自研的應用，依靠智能的集群管理軟體Cluster Engine，適配用戶的應用，構建了一個易用、高效、穩定的超算平台，通過天眼應用特徵分析軟體，為海洋國家實驗室提供了應用調優服務，使用戶的應用運行效率達到最優。

未來，高性能科學計算與系統模擬平台將圍繞國家海洋科技創新發展的重大應用需求，全面將國家互聯網+、國家大數據、國家人工智慧2.0等重大戰略計劃融合到海洋領域中，而海洋國家實驗室所布局的海洋動力與氣候、海洋藥物與生物製藥等學科，都對E級超算具有強烈的學科自身計算需求和學科之間的重大協同計算需求。為此，海洋國家實驗室還將規劃建設E級超級計算機的建設，全力打造海洋領域的國產化超算大科學裝置。

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