国家超级计算长沙中心正式运营 可精细预报天气

05.11.2014  11:17

  11月4日,国家超级计算长沙中心正式运营。图/潇湘晨报记者辜鹏博

  天河一号能为我们做什么。

  红网长沙11月5日讯(滚动新闻记者 范典 实习生 曹璇绚)太平洋上空的一片云,多久才飘来湖南带来雨水?要修一座桥梁,如何快捷精准地在开工前就清楚知道每个施工关键部位的风险和防范建议?超级计算机可以派上用场。

  11月4日,国家超级计算长沙中心正式运营,湖南省副省长李友志为其揭牌。

  湖南省气象局原来用十万亿次计算机24小时的运算量,“天河一号”不到半个小时就能完成。

  从天气预测到城市智能交通分析,从预防地面沉降灾害到为卡通片进行渲染,超级计算机离我们的生活并不遥远。

  国家超级计算长沙中心4日正式由湖南大学开始运营。它由两栋形状如“0”和“1”的大楼构成,代表计算机二进制运算模式,超算中心的心脏——“天河一号”超级计算机就在“0号楼”里。

   处理能力相当于1万台普通电脑

  2010年10月,科技部批准组建国家超级计算长沙中心(以下简称中心),成为继天津和深圳之后获批建设的第三家国家级超级计算中心。中心使用的是“天河一号”主机系统。中心副主任李肯立介绍,这台“天河一号”的峰值性能位居全国第3名、国际第30名。峰值计算性能为每秒1372.5万亿次,存储能力为1.07PB,相当于3000台个人电脑的容量。这台超级计算机工作一天,相当于一万个人各用一台个人计算机同时运算一天的计算量。

  超级计算机入驻湖南大学,这所学校也决定将它融入科研和教学中去。湖南大学校长赵跃宇说,中心正式运营后,将主要向科研方向发展,同时也会面向政府、企业提供服务。

   可应用于地震、地面沉降监测

  自2011年试运行以来,长沙超算中心的主要用户达40余家,涉及科学研究、公共服务、工业产业和文化产业等领域。李肯立说,需要用超级计算机的地方很多,最常见的天气预报、城市交通、医疗卫生等等,都离不开它。

  “一些大型机械制造企业,经常需要用到超级计算机。”李肯立说,生产长臂起重机、泵车的企业,就需要用超级计算机分析受力情况,国内有些企业以前跟国外合作,现在转到长沙的超算中心,可以节省60%的费用。

  此外,城市的智能交通,通常涉及数十上百万台车辆,要分析如此庞大车流的动态变化,如果没有超级计算机帮忙,根本无法完成计算任务。李肯立说,国际知名的谷歌地图,背后就有超级计算机在支撑,我们用它规划一条去北京的路,可能就需要利用超级计算机。

  在大型工程设计方面,超级计算机的神奇功劳就是:未动一土一石之前,就能实现三维可视化的数值仿真施工,对大型水坝、地铁隧道等进行抗震分析和安全评估等。在遥感数据处理方面,每平方公里可以有926个监测点,能应用在地面沉降、滑坡、地震监测。

   [具体实例] 从运算24小时到十几分钟,精细预报天气

  作为与国家超级计算长沙中心合作的第一家单位,湖南省气象局现在的天气预报比以前要快很多、也要准确很多。

  国家超级计算长沙中心试运行的时候,湖南省气象局就已经利用这台机器进行中长期气象预报实验。

  “我们利用来自世界各地的实时地面气象数据、气象卫星资料与雷达资料进行预报。”湖南省气象局总工程师陈江民说,省气象局以前有一台十万亿次计算机,只能处理短期天气预报数据,可以进行三天之内的要素预报,十天内的过程预报较为准确。

  陈江民说,原有的计算机对于中长期气象气候只能计算出不太精准的大致预报,且分析数据的运行时长一般需要半天左右,时效上存在缝隙,预报达不到精细化程度。

  “省气象局原计算机24小时的运算量,‘天河一号’十几分钟就能完成。”陈江民说,“天河一号”还能将网点格缩短到5至10公里。

  省气象局以往一些凭经验的预报,有了这台计算机,已经转变为客观预报、数字天气预报,还将实现预报时效上的无缝隙、预报结果精细化,逐步实现定时定点定量预报。

  陈江民介绍,在超级计算机试运行期间,省气象局已对一个月以上的气候预测取得一定的实验成果,大大缩短了计算时间。“国家超算长沙中心正式投入运营后,湖南省未来对长至半年的天气预报是能实现的,这对国民经济安排很有用处。

   [最强超级计算机都在干啥]

   天河二号(中国) 理论计算速度峰值每秒54.9千万亿次

  国家超级计算机中心的天河二号计算机,由国防科技大学开发。国际TOP500组织6月23日公布了最新的全球超级计算机500强排行榜,“天河二号”连续第三次获得冠军。持续计算时的速度每秒可达33.9千万亿次。假设每人每秒钟进行一次运算,“天河二号”运算一小时,相当于13亿人同时用计算器算上1000年。“天河二号”先导系统运行以来,已经在生物医药、汽车设计与碰撞、动漫、气象研究等领域开展应用,共吸引200多个客户,最新资源运用率达到80%。目前,“天河二号”已应用于生物医药、新材料、工程设计与仿真分析、天气预报、气候模拟与海洋环境研究、数字媒体和动漫设计等多个领域,开始为多家用户单位提供超级计算服务。

   泰坦(美国) 理论计算速度峰值每秒27.1千万亿次

  美国能源部下属橡树岭国家实验室的“泰坦”,占地面积与标准篮球场相当,消耗的电力足以供应一个小型城镇。它拥有56万多个处理器,持续计算时的速度可达每秒17.6千万亿次,用于气候变化、可再生能源以及核能研究的计算机模拟。

   红杉(美国) 理论计算速度峰值每秒20.1千万亿次

  它目前被安装在美国能源部所属的劳伦斯利福摩尔国家实验室。美国IBM公司生产,属于IBM超级计算机中的蓝色基因(Blue Gene)系列。整个超级计算机占地约318平方米。用来进行模拟核试验,以及延长老旧核武器的寿命,避免进行地下核试验。