O Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica (NCAR) anunciou hoje que escolheu seu próximo supercomputador para o avanço da ciência atmosférica e da Terra, na sequência de um processo de concurso público competitivo. A nova máquina vai ajudar os
cientistas a estabelecer as bases para melhoria das previsões de uma gama de fenômenos, de riscos de hora em hora associados a surtos de trovoada para o calendário do ciclo solar de 11 anos e seus potenciais impactos sobre GPS e outras tecnologias sensíveis.
O novo sistema, chamado Cheyenne, será instalado este ano no NCAR-Wyoming Supercomputing Center (NWSC) e tornar-se operacional no início de 2017.
Cheyenne serão construídos pela Silicon Graphics International Corp. (SGI) em conjunto com componentes centralizadas do sistema de arquivos e armazenamento de dados fornecidos pela DataDirect Networks (DDN). O computador de alto desempenho SGI será um sistema de 5,34 petaflops, o que significa que pode realizar 5,34 quatrilhão de cálculos por segundo. Será capaz de mais de 2,5 vezes a quantidade de computação científica realizada por Yellowstone, o atual supercomputador NCAR.
Financiado pela National Science Foundation e do estado de Wyoming através de uma dotação para a Universidade de Wyoming, Cheyenne será uma ferramenta fundamental para os investigadores de todo o país que estudam as mudanças climáticas, o mau tempo, tempestades geomagnéticas, actividade sísmica, a qualidade do ar, incêndios florestais, e outros temas de geociências importantes. Desde a instalação de supercomputação em Wyoming abriu as suas portas em 2012, mais de 2.200 cientistas de mais de 300 universidades e laboratórios federais têm usado seus recursos.
"Estamos animado para trazer mais poder de supercomputação para a comunidade científica", disse Anke Kamrath, diretor de operações e serviços a Computacional e Sistemas de Informação Laboratório de NCAR. "Se essa é a ameaça de tempestades solares ou um risco aumentado em certos eventos climáticos severos, este novo sistema vai ajudar a levar a previsões melhoradas e fortalecer a resiliência da sociedade para potenciais desastres."
"Pesquisadores da Universidade de Wyoming vai fazer grande uso do novo sistema como eles continuam o seu trabalho para melhor compreensão áreas como os fluxos de superfície e subsuperfície de água e outros líquidos, processos nuvem, e o desenho de plantas de energia eólica", disse William Gern, vice-presidente de pesquisa e desenvolvimento económico na Universidade de Wyoming. "O relacionamento da UW com NCAR através do NWSC tem fortalecido o nosso computação científica e centrada em dados de pesquisa. Ele está nos ajudando introduzir a próxima geração de cientistas e engenheiros a estes esforços."
A NWSC está localizado em Cheyenne, bem como o nome do novo sistema foi escolhido para homenagear o apoio que recebeu do povo daquela cidade. Ele também comemora o próximo aniversário de 150 anos da cidade, que foi fundada em 1867 e nomeado para a nação indiana americana Cheyenne.
Aumento de potência, maior eficiência
O novo sistema de armazenamento de dados para Cheyenne será integrado com o sistema de arquivos GLADE existente do NCAR. O armazenamento DDN irá fornecer uma capacidade inicial de 20 petabytes, expansível para 40 petabytes com a adição de unidades adicionais. Isto, combinado com os atuais 16 petabytes de Glade, terá um total de 36 petabytes de armazenamento de alta velocidade. O novo sistema DDN também irá transferir dados a uma taxa de 200 gigabytes por segundo, o que é mais de duas vezes mais rápido que a taxa de 90 gigabytes por segundo do atual sistema de arquivos.
O sistema incluirá poderosos processadores Intel Xeon, cujo desempenho será aumentada através de um trabalho de otimização que tem sido feito pelo NCAR e da Universidade de Colorado Boulder. NCAR e da universidade realizado este trabalho através da sua participação na Paralela programa Intel centros de computação.
Mesmo com seu poder aumentado, Cheyenne será três vezes mais eficiente de energia (em operações de ponto flutuante por segundo, ou fracassos, por watt) do Yellowstone, o seu antecessor, o que em si é altamente eficiente.
"O novo sistema terá uma taxa de computação de pico de mais de 3 bilhões de cálculos por segundo para cada watt de energia consumida", disse o NCAR Irfan Elahi, gerente de projeto de Cheyenne e gerente de seção de serviços de supercomputação high-end.
previsões mais detalhadas
computadores de alto desempenho, tais como Cheyenne permitir aos investigadores para executar modelos cada vez mais detalhados que simulam processos complexos e como eles podem ocorrer no futuro. Estas previsões dão gestores de recursos e especialistas em política informação valiosa para planejar com antecedência e mitigar riscos.
Algumas das áreas em que está previsto Cheyenne para acelerar a pesquisa incluem o seguinte:
Vazões. previsões ano à frente de vazões e níveis dos reservatórios associados a um maior nível de detalhe vai fornecer aos gestores de água, agricultores e outros tomadores de decisão com informação vital sobre a disponibilidade de água provável e o potencial para a seca ou inundação impactos.
Tempo severo. Através da realização de várias execuções simultâneas (ou conjuntos) de modelos de previsão de alta resolução, os cientistas vão lançar as bases para previsões mais específicas de eventos climáticos severos, tais como a probabilidade de que um cluster de tempestades intensas com o risco de granizo ou inundações vai encontrar um condado em uma hora particular.
Energia solar. modelos especializados de irradiância solar e cobertura de nuvens será executado com mais freqüência e com maior resolução, produzindo pesquisa que vai ajudar utilitários prever quanta energia será gerada por grandes painéis solares horas a dias de antecedência.
mudanças climáticas regionais. Os cientistas vão realizar várias simulações com modelos climáticos detalhados, prever como determinadas regiões ao redor do mundo irá experimentar mudanças nos padrões de precipitação e temperatura, juntamente com os potenciais impactos do aumento do nível do mar, vazão e escoamento.
previsão Decadal. Conjuntos de modelos climáticos detalhados também vai ajudar os cientistas a prever a probabilidade de certos padrões climáticos ao longo de um período de 10 anos, como o risco de seca para uma determinada região ou mudanças no Ártico extensão do gelo marinho.
Qualidade do ar. Os cientistas serão capazes de simular o movimento e evolução dos poluentes atmosféricos na muito mais detalhe, assim, compreender melhor os efeitos potenciais para a saúde de determinados tipos de emissões e trabalhar em direção a melhoria das previsões da qualidade do ar.
fluxos de subsuperfície. modelos mais precisos e detalhados permitirá aos investigadores para melhor simular os fluxos subsuperficiais de água, petróleo e gás, levando a uma maior compreensão desses recursos.
As tempestades solares. Inovadores modelos tridimensionais do Sol irá lançar as bases para previsões do tempo e força de ciclo de 11 anos do Sol, bem como para as previsões dias seguintes sobre perturbações solares que podem gerar tempestades geomagnéticas na atmosfera superior da Terra.
"Supercomputing é vital para a investigação e as aplicações científicas do NCAR, dando-nos um laboratório virtual em que corremos experiências que de outra forma seriam impraticáveis ou impossíveis de se fazer", disse NCAR Director James Hurrell. "Cheyenne será um componente-chave da infra-estrutura de pesquisa dos Estados Unidos através da sua prestação de supercomputação adaptado especificamente para a atmosférica, geospace e ciências afins. As capacidades deste novo sistema será fundamental para a melhoria contínua de nossa capacidade de compreender e prever as mudanças no tempo, clima, qualidade do ar e clima espacial, bem como seus impactos sobre as pessoas, os ecossistemas e a sociedade ".
Cheyenne Quick Facts
As principais características do novo sistema de supercomputador Cheyenne:
5,34 petaflops SGI Cluster ICE XA com um futuro processador Intel Xeon, família de produtos
Mais de 4K nós de computação
20% dos nós de computação tem memória de 128 GB e theremaining ~ 80% tem memória de 64GB
313 terabytes (TB) de memória total
Mellanox InfiniBand EDR interconexão de alta velocidade
9D parcial topologia avançado Hypercube interconexão
Sistema operacional SUSE Linux Enterprise Server
Gerente de Altair PBS Professional Workload
Intel suíte Parallel compilador Studio XE
SGI Centro de Gestão e SGI Development Suite
Mellanox Unified Fabric Manager
O novo supercomputador Cheyenne eo sistema de arquivos existentes são complementados por uma nova componentes do sistema de arquivos e armazenamento de dados paralelos centralizados. As principais características do novo sistema de armazenamento de dados:
Quatro sistemas DDN SFA14KX
20 petabytes de espaço do sistema de arquivos utilizável (pode ser expandido para 40 petabytes, adicionando unidades)
200 GB por segundo agregado I / O de largura de banda
3.360 unidades NL SAS × 8-TB
48 unidades SSD de uso misto × 800 GB de metadados
24 × servidores (disco compartilhado de rede) NSD
sistema operacional Red Hat Enterprise Linux
IBM GPFS (General Parallel File System)
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