挑戰(zhàn)

從致命的颶風(fēng)到全球氣候變化，天氣是影響我們?nèi)粘Ｉ钭畲蟮牟豢煽刂埔蛩?，有時(shí)甚至?xí)Q定我們是生死還是存亡。然而，現(xiàn)在天氣情況的早期預(yù)測(cè)變得更快、更精確，這樣就為人們提供了更長的準(zhǔn)備時(shí)間。在美國國家大氣研究中心（NCAR），一支科學(xué)家隊(duì)伍已經(jīng)開發(fā)出即時(shí)、長期以及短期天氣條件的復(fù)雜的預(yù)報(bào)模型。

氣象研究與預(yù)報(bào)模型（WRF）是世界上應(yīng)用最廣泛的模型，其用戶包括美國國家氣象局、空軍氣象局、國外氣象局以及商業(yè)性天氣預(yù)報(bào)公司等。美國國家大氣研究中心氣候與氣象模型正從Tera級(jí)（1萬億FLOPS）向Peta級(jí)應(yīng)用程序轉(zhuǎn)變，其發(fā)展速度比傳統(tǒng)計(jì)算群集的更快，而添加更多CPU已經(jīng)無法有效提升速度。這種問題在應(yīng)用程序包含實(shí)時(shí)組件或其它在時(shí)間上有要求的解決方案時(shí)尤為突出。

解決方案

在提升總體預(yù)報(bào)速度與精確性方法的調(diào)查過程中，美國國家大氣研究中心的技術(shù)人員與科羅拉多大學(xué)波爾德分校的研究人員展開合作，轉(zhuǎn)向NVIDIA GPU計(jì)算解決方案。在移植到NVIDIA® CUDA™之后，微觀物理學(xué)速度提升了10倍。微觀物理學(xué)是至關(guān)重要、但又非常耗費(fèi)計(jì)算資源的氣象研究與預(yù)報(bào)模型部件。雖然微觀物理學(xué)由不到百分之一的模型源代碼構(gòu)成，但是將其轉(zhuǎn)化為CUDA還是實(shí)現(xiàn)了整個(gè)模型20%的速度提升。

氣象研究與預(yù)報(bào)模型主要軟件開發(fā)人員、美國國家大氣研究中心的John Michalakes表示：“當(dāng)我們?cè)趥鹘y(tǒng)群集上為高時(shí)效性預(yù)報(bào)而用盡全部系統(tǒng)動(dòng)力時(shí)，這一結(jié)果的及時(shí)到來相當(dāng)鼓舞人心。由于我們能夠把NVIDIA的GPU計(jì)算技術(shù)整合到更多的氣象研究與預(yù)報(bào)模型中，因此我們的目標(biāo)是將預(yù)報(bào)時(shí)間至少縮短兩倍。我認(rèn)為加速器的作用將徹底改變氣象與氣候的建模。”

影響

現(xiàn)在美國國家大氣研究中心以及全世界依賴氣象研究與預(yù)報(bào)模型的多家機(jī)構(gòu)均能夠更快地發(fā)布人們迫切需要的實(shí)時(shí)天氣事件預(yù)報(bào)以及發(fā)展動(dòng)態(tài)。結(jié)果，人們將能夠?yàn)檫@些天氣事件早做準(zhǔn)備并預(yù)防損失。

如需了解更多信息，敬請(qǐng)?jiān)L問： www.ncar.ucar.edu