據美國麻省理工學院《技術評論》在線報道,美國勞倫斯·伯克利國家實驗室研究人員設計出一種新型超級計算機,利用這種計算機可運行預測精度達公里級的氣候模型。此外,該超級計算機還運用了手機和MP3播放器所使用的芯片設計技術,這將使其比其他超級計算機成百倍地節省電力,從而降低運行成本。
現今的超級計算機雖具有超強的計算能力,但沒有一臺強大到足以運行可將未來天氣預測范圍降至公里級的算法,而公里級別的精度將允許研究人員對云的運動建模,提高氣候模型的整體準確度,有利于對全球氣候變暖作出更好的決策。
勞倫斯·伯克利國家實驗室計算機科學家約翰·沙爾夫表示,以現有超級計算機來說,要解決更大的科學問題就須建立更大的系統,由此巨大的資金投入就成為了障礙。使用現有技術,一臺運行高精度氣候模型的超級計算機每年花在電能上的耗費就高達1.5億美元。由此,沙爾夫及其同事期望,通過使用類似于移動電子產業的方法對處理器進行精細調節來制造一臺超級計算機,這樣就能將運行成本降至現有超級計算機的一小部分。
伯克利研究人員采用了芯片制造商Tensilica的軟件,制造出一個只擁有必要功能的內核。此外,研究人員還對內核之間的芯片內存和通信結構進行定制設計以提高效率,從而最大限度地減少電源消耗。
該超級計算機包含2000萬個處理內核。研究人員估計,盡管帶有32個內核的芯片尺寸僅有一個火柴盒大小,但整個超級計算機仍將占據半個網球場的空間。到今年年底,研究人員期望能用數十個這樣的內核來模擬氣候模型。該技術將允許研究人員通過改變硬件來更好地適應模型,同時也能通過修改模型來配合硬件。沙爾夫表示,代之以造一臺計算機,然后簡單地將科學問題扔給它,伯克利研究人員正在尋求建造一臺能更適合特定科學問題研究的計算機。這個特定的氣候模型,由科羅拉多大學研制,將全球分成2000萬個區域——每個區域對應一個處理器——以此來跟蹤風暴和氣候前鋒的運動。
研究人員表示,在氣候系統中,云是最難模擬的部分。目前,氣候模型只能預估數百公里精度的云的運動。這也意味著,相近的氣候模型會產生顯著不同的結果。而高精度模型將在地區決策中起到非常重要的作用。譬如,政府就可以決策是否需要編列更多的預算來應對未來潛在的干旱,是否需要在沿海城市加強基礎設施。超高精度的氣候模型將使這樣的決策更容易進行調整。