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撰文:曾满堂     2013年12月  

一念之间,是多久呢?根据《摩诃僧只律》大约是18毫秒[1]。在这么短的时间内,高性能电脑系统(HPC)的计算节点[2]之间已经交换资料凡千次或以上。数值天气预报(NWP)的背后就是依靠多个计算节点(图一)分工合作,计算数值模式中高分辨率方格上的气象要素。

 

图一
图一 高性能电脑系统内的计算节点
  

在运算期间,数据是需要在节点之间不停地交换,而临时的数据资料都需要暂存在节点内的随机存取记忆体(RAM),以提供高速存取。节点内的多核心中央处理器(CPU)全速运算,把收到的数据资料尽快处理,以求在短时间内完成运算的工作。这些模式运算结果会写入高性能电脑系统的并行档案系统(Parallel File System),以供多个节点并行运算。最后,计算结果会被转化为图像或列表显示出来,方便查看。

透过这些像小矮人般的节点间的紧密合作,一张张的预报图才可快捷地制作和列印出来,供天气预报员使用。但当其中一个小矮人手脚慢下来,原因可能是硬件或软件出现问题,整个系统就有机会像白雪公主吃下了毒苹果一样失去知觉。系统管理员在这时候便要担当白马王子这角色,尽快找出卡在公主咽喉中的毒苹果,然后把有问题的元件分隔开,使整个系统重新运作。

《摩尔定律》[3]预测在大小相同的晶片上,每隔18个月晶体数量便可增加一倍,运算性能也将提升一倍。可以预见在数年之后新的数值天气预报系统背后的小矮人会变成一个一个小超人,由这些小超人组成的新系统会可以为我们计算和绘画出怎样的预报图呢?

 

参考:

[1] "一念", 佛教字典; "刹那", 维基百科

[2] 高性能电脑系统通常由小型电脑组成,通过局域网络连接,互通讯息。这些电脑称为计算节点。"计算机丛集", 维基百科

[3] "摩尔定律", 维基百科


 
 



 

最近修订日期: <2013年12月20日>