高性能计算技术在气象部门的应用

王 彬

（国家气象信息中心中国气象局，北京100081）

0 引 言

高性能计算通过并行计算的方式解决对超级计算性能的需求。气象是高性能计算的重要应用领域之一。随着气象数值预报业务与科研工作的快速发展，气象高性能计算的需求激增，中国气象部门的高性能计算能力有了长足的进步，应用水平不断提高，为提高气象业务信息化能力做出了重要贡献。

1 高性能计算技术概述与发展趋势

1.1 高性能计算技术概述

根据文献［1］中的定义，高性能计算（high performance computing，HPC）泛指量大、快速、高效的运算。通常也把高性能计算称为超级计算。目前，高性能计算已经成为计算机科学技术的一个重要分支，主要是指从体系结构、并行算法和软件开发等方面研究开发高性能计算机的技术，高性能计算是继理论科学和实验科学之后科学研究的第三大支柱。从更广泛的视野来看，高性能计算已不仅限于并行计算，与分布式计算、网格计算、网络计算、云计算等密切联系并日益融合。

根据Flynn分类法［2］，现代的高性能计算机系统大都属于MIMD（多指令流多数据流）类型的计算机。MIMD从结构上和访存方式上，又可以分为:

结构模型:PVP（并行向量处理机），SMP（共享存储型多处理机），MPP（大规模并行处理），DSM（分布共享存储），COW（工作站集群）。

访存模型:UMA（均匀存储器存取），NUMA（非均匀存储器存取），COMA（只用高速缓存的存储器结构），CC－NUMA（一致性高速缓存非均匀存储访问模型），NORMA（非远程存储访问模型）。

集群系统（cluster）是一组相互独立的计算机，利用高速通信网络，按某种结构连接起来，组成一个单一的计算机系统，统一管理调度，实现高效并行处理的系统。……