近日,第20屆CCF全國(guó)高性能計(jì)算學(xué)術(shù)年會(huì)在武漢舉行,我所海洋模式團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心、嶗山實(shí)驗(yàn)室、鵬城實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)等單位共同完成的最新研究成果“A Performance-Portable Kilometer-Scale Global Ocean Model Across Various Heterogeneous Supercomputers”獲得了超算年度最佳應(yīng)用獎(jiǎng)。大氣所團(tuán)隊(duì)在地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置技術(shù)支撐下完成了模式建立和調(diào)試、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、檢驗(yàn)評(píng)估等工作。
該成果有效擴(kuò)展了Kokkos編程框架對(duì)神威處理器的支持,建立了國(guó)際上首個(gè)全球1公里性能可移植的海洋環(huán)流模式(LICOMK++),實(shí)現(xiàn)了全球水平分辨率1 km 和全海深真實(shí)海洋環(huán)流模擬,成功地模擬了海洋中的中尺度和亞中尺度結(jié)構(gòu)(圖1)。LICOMK++實(shí)現(xiàn)了多平臺(tái)大規(guī)模高效并行,在東方和新神威超算平臺(tái)上模擬速度均突破了1模式年每天(SYPD),取得了超越SOTA(state-of-the-art)的優(yōu)化效果(圖2)。該成果為國(guó)內(nèi)外主流超算系統(tǒng)面臨的“編程墻”問題提供了一個(gè)性能可移植解決方案;同時(shí),精細(xì)化海洋模擬有助于進(jìn)一步解析海洋中尺度、亞中尺度過程,減少海洋環(huán)流模式不確定性,為預(yù)估未來氣候變化、預(yù)測(cè)極端氣候事件提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。
該成果還獲得了美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(ACM)2024年度戈登·貝爾氣候建模獎(jiǎng)(ACM Gordon Bell Prize for Climate Modelling)提名,并將于2024年11月角逐最終大獎(jiǎng)。該獎(jiǎng)項(xiàng)旨在表彰并行計(jì)算方法和技術(shù)的創(chuàng)新對(duì)解決全球氣候危機(jī)所做的杰出貢獻(xiàn)。
該成果得到中國(guó)科學(xué)院先導(dǎo)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、嶗山實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目等項(xiàng)目資助,以及東方、新神威、地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置等超算平臺(tái)的鼎力支持。
參考文獻(xiàn)和相關(guān)鏈接:
【1】Wei et al., 2024, A Performance-Portable Kilometer-Scale Global Ocean Model Across Various Heterogeneous Supercomputers, CCF HPC China 2024.
【2】https://mp.weixin.qq.com/s/DQHbd33yZoJE7WTi4x4dNA
【3】https://sc24.conference-program.com/presentation/?id=gbv102&sess=sess460
圖1 海洋溫度模擬結(jié)果
圖2 性能測(cè)試結(jié)果SOTA