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撰文:曾滿堂     2013年12月  

一念之間,是多久呢?根據《摩訶僧祇律》大約是18毫秒[1]。在這麼短的時間內,高性能電腦系統(HPC)的計算節點[2]之間已經交換資料凡千次或以上。數值天氣預報(NWP)的背後就是依靠多個計算節點(圖一)分工合作,計算數值模式中高分辨率方格上的氣象要素。

 

圖一
圖一 高性能電腦系統內的計算節點
  

在運算期間,數據是需要在節點之間不停地交換,而臨時的數據資料都需要暫存在節點內的隨機存取記憶體(RAM),以提供高速存取。節點內的多核心中央處理器(CPU)全速運算,把收到的數據資料盡快處理,以求在短時間內完成運算的工作。這些模式運算結果會寫入高性能電腦系統的並行檔案系統(Parallel File System),以供多個節點並行運算。最後,計算結果會被轉化為圖像或列表顯示出來,方便查看。

透過這些像小矮人般的節點間的緊密合作,一張張的預報圖才可快捷地製作和列印出來,供天氣預報員使用。但當其中一個小矮人手腳慢下來,原因可能是硬件或軟件出現問題,整個系統就有機會像白雪公主吃下了毒蘋果一樣失去知覺。系統管理員在這時候便要擔當白馬王子這角色,盡快找出卡在公主咽喉中的毒蘋果,然後把有問題的元件分隔開,使整個系統重新運作。

《摩爾定律》[3]預測在大小相同的晶片上,每隔18個月晶體數量便可增加一倍,運算性能也將提升一倍。可以預見在數年之後新的數值天氣預報系統背後的小矮人會變成一個一個小超人,由這些小超人組成的新系統會可以為我們計算和繪畫出怎樣的預報圖呢?

 

參考:

[1] "一念", 佛教字典; "刹那", 維基百科

[2] 高性能電腦系統通常由小型電腦組成,通過局域網絡連接,互通訊息。這些電腦稱為計算節點。"計算機叢集", 維基百科

[3] "摩爾定律", 維基百科


 
 



 

最近修訂日期: <2013年12月20日>