Росгидромет переходит на современные компьютерные технологии

Росгидромет переходит на современные компьютерные технологии
Теперь в арсенале Росгидромета имеется новый суперкомпьютер с производительностью
более 15 TFLOPS (триллионов операций в секунду). Новый энергоэффективный
высокопроизводительный кластер создан на основе процессоров Intel® Xeon® серии 5600
с использованием жидкостного охлаждения. Вычислительная эффективность этого
пилотного суперкомпьютера на тесте LINPACK - более 92%.
Установка кластера, основанного на передовой архитектуре РСК-Торнадо, стала
следующим этапом программы глобальной модернизации Росгидромета. Напомню, что
проект "Модернизация и техническое перевооружение Росгидромета" стартовал в 2005
году. Новый суперкомпьютер состоит из 96 вычислительных блоков, в каждом из которых
– два процессора Intel Xeon 5600 с рабочей частотой 3,33 ГГц, 48 Гбайт оперативной
памяти и жесткий диск SSD. Отличительная черта этого комплекса – жидкостная система
охлаждения, которая впервые в мире используется для систем на базе процессоров Xeon.
Благодаря этому, на охлаждение тратится не более 5,7% от общего энергопотребления
системы, и это по-настоящему рекордный показатель для вычислительных комплексов
такого класса. Кроме этого, новый кластер занимает гораздо меньше места, чем его
старший «коллега», а продуманная компоновка системы позволяет быстро заменить, в
случае необходимости, как сами модули оперативной памяти, так и процессоры, не
останавливая при этом работу кластера.
Любопытно, что прогноз погоды является результатом многократного решения систем
уравнений с различными параметрами. Однако результат никогда не может быть точным
на 100% вследствие разброса исходных данных. Таковыми для систем уравнений
являются данные с многочисленных наземных, надводных и воздушных метеостанций, а
также со спутников. В мире таких станций насчитывается 10 тысяч, Росгидромет сейчас
располагает 1855-ю. Получаемые данные многократно обрабатываются системой,
учитывая такие разделы науки, как физика, логика, электроника, метрология,
математика...
Следует заметить, что прогноз погоды является одной из самых трудоемких задач в мире,
поэтому является результатом работы метеорологов разных стран. Большинство стран не
располагают достаточными ресурсами, поэтому они кооперируются. Самодостаточными
являются только США и Великобритания. Метеорологический центр в Москве является
одним из трех Мировых метеорологических центров Всемирной метеорологической
организации (ВМО). Новый пилотный суперкомпьютер существенно увеличит мощности
Росгидромета и позволит приблизиться к двум другим мировым метеорологическим
вычислительным центрам в Вашингтоне и Мельбурне.
Как же новые вычислительные мощности повлияют на прогноз погоды в дальнейшем? Вопервых, мы получим существенное повышение точности прогнозов. Теперь прогноз на 5
дней вперед будет сделан с той же точностью, с какой ранее делался прогноз на 3 дня. Вовторых, будут создаваться модели нового поколения. На очереди – создание комплексной
модели нашей планеты, которая будет учитывать не только физические, но и химические
и биологические процессы в атмосфере, океанах и почве и их нелинейное взаимодействие.
Модели такого рода можно назвать моделями погоды и климата нового поколения, с их
помощью планируется создать систему непрерывного прогноза на десятки лет вперед. Это
позволит предугадать возможность возникновения различных стихийных бедствий и
сберечь десятки миллиардов рублей. В-третьих, к Олимпиаде в Сочи специалистами уже
созданы специальные модели, позволяющие делать прогноз погоды с маленьким
интервалом. "К Олимпиаде мы разработали специальные модели очень высокого
разрешения. Для европейской части России у нас есть модели с разрешением 7
километров, для региона Олимпиады Сочи и Кавказа создана модель с шагом 2
километра", - сказал глава Росгидромета Александр Фролов. Он пояснил, что такая
детализация очень важна для прогноза погоды, особенно, в горных условиях, где
метеорологическая ситуация на соседних склонах гор может очень сильно различаться.
Уже к концу нынешнего года планируется удвоение производственной мощности нового
кластера с 15 до 30 TFLOPS. Однако и этого кластера может оказаться недостаточно в
самое ближайшее время, считает директор Гидрометцентра России Роман Менделевич
Вильфанд. По его словам, "для повышения точности и детализации прогнозов погоды
необходимо увеличение пространственно-временного разрешения моделей и их
физического насыщения. А для того, чтобы сделать это, необходима мощность порядка
0,5 TFLOPS. Без нее ничего не получится — отсутствие такой мощности сдерживает
дальнейшее развитие всей российской метеорологии".
По словам А. В. Фролова, шанс получить такую машину к 2014 году у Росгидромета есть.
Метеослужба уже получила предварительное согласие Минфина, Минэкономразвития
и Всемирного банка на разработку программы модернизации своих вычислительных
кластеров. И если эта программа попадет в проект бюджета на 2013 год, то будет
объявлен конкурс на разработку данного кластера.
Новый высокопроизводительный вычислительный комплекс станет мощным
инструментом российских метеорологов и позволит повысить точность,
заблаговременность и детализацию прогнозов погоды.