近日,第20屆CCF全國高性能計算學(xué)術(shù)年會在武漢舉行,我所海洋模式團(tuán)隊聯(lián)合中國科學(xué)院計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心、嶗山實驗室、鵬城實驗室、中國地質(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。大氣所團(tuán)隊在地球系統(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)實驗、檢驗評估等工作。
該成果有效擴(kuò)展了Kokkos編程框架對神威處理器的支持,建立了國際上首個全球1公里性能可移植的海洋環(huán)流模式(LICOMK++),實現(xiàn)了全球水平分辨率1 km 和全海深真實海洋環(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++實現(xiàn)了多平臺大規(guī)模高效并行,在東方和新神威超算平臺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)。該成果為國內(nèi)外主流超算系統(tǒng)面臨的“編程墻”問題提供了一個性能可移植解決方案;同時,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計算機(jī)學(xué)會(ACM)2024年度戈登·貝爾氣候建模獎(ACM Gordon Bell Prize for Climate Modelling)提名,并將于2024年11月角逐最終大獎。該獎項旨在表彰并行計算方法和技術(shù)的創(chuàng)新對解決全球氣候危機(jī)所做的杰出貢獻(xiàn)。
該成果得到中國科學(xué)院先導(dǎo)專項、國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃、嶗山實驗室項目等項目資助,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 性能測試結(jié)果SOTA