我海洋模式研究借助“超算”獲突破

記者近日從國家海洋局第一海洋研究所獲悉，該所在國際上首次開展的全球空間分辨率約2公里的海浪數值模式研究，依託“神威·太湖之光”超級計算機進行了全機測試。相關研究成為有“超算應用領域諾貝爾獎”之稱的“戈登貝爾”獎今年6個候選獲獎項目之一。

據悉，超級計算機是世界各國競相角逐的科技制高點。今年6月，使用我國自主製造的“神威·太湖之光”超級計算機榮登全球超算榜首。為了讓中國超算不僅跑得快，更要用得好，科學家們正在進行以實際應用為導向的跨越式創新探索。

由海洋一所喬方利研究員率領的海洋與氣候數值模式研究團隊和清華大學合作，突破了負載近絕對均衡、主從核協同計算框架設計和循環折疊優化等關鍵技術，基於我國自主知識産權的MASNUM（海洋環境科學和數值模擬國家海洋局重點實驗室）第三代海浪數值模式，在國際上首次開展了全球空間分辨率約2公里的海浪數值模式研究，並依託“神威·太湖之光”進行了全機測試，共使用1000多萬個CPU核，計算效率超過35%。

據了解，海浪災害是對人類造成巨大影響的海洋災害，嚴重威脅船舶航行安全和近海建築物安全，並對氣候變化産生重要影響。海浪數值模式是預報海浪等海洋環境的核心工具，如同數碼相機拍攝照片的像素一樣，海浪數值模式分辨率越高，就會得到越精細、越準確的預報。通常來説，數值模式分辨率每提高1倍，計算量就增加10倍，因此需要借助協同大規模計算提升計算效率。然而，協同大規模計算涉及諸多高新技術，目前在海洋領域，同時利用千核已屬大規模並行。自2010年起，海洋一所開始相關領域的集中攻關，在國家超算濟南中心進行了13萬餘核的全機測試。此次借助“神威·太湖之光”，又在國際上首次實現真實海洋模式超千萬核的高效大規模並行。研究人員表示，隨著海浪模式高效並行技術的實現，我國海洋環境預報的空間分辨率有望從幾十公里提高到公里量級，預報精度大大提高，海洋與氣候減災防災能力將得到極大加強。

“戈登貝爾”獎設立於1987年，是世界工程界三大最高獎項之一，每年頒發給當年在高性能計算應用領域最傑出的研究團隊，此次是我國研究團隊首次入圍。與海洋一所團隊同時入圍的其他5個團隊中，還有兩個來自中國，他們的研究同樣是依託于“神威·太湖之光”。（中國海洋報記者 吳穎 通訊員 宋振亞）