天气研究和预报模式WRF的性能分析与优化-HPCAdvisoryCouncil.PDFVIP

天气研究和预报模式 (WRF) 的性能分析与优化 2008年10月 Note • 该项研究由美国高性能计算咨询委员会完成(HPC Advisory Council) – AMD, 戴尔, Mellanox – 高性能计算咨询委员会计算机中心 • 感谢美国国家大气研究中心首席开发员John Michalakes对这 项研究的支持 • 更多信息请查询下列网站 – , /hpc, 2 The WRF Model • 天气研究模式(WRF) Model – 数值天气预报系统 – 为天气预报和大气研究而设计 • WRF 由下列成员开发 – 美国国家大气研究中心(NCAR) – 美国国家环境预报中心(NOAA) – 美国天气预报研究院(FSL) – 空军气象局(AFWA) – 海军研究实验所 – 俄克拉荷马大学 – 联邦航空局(FAA) 3 气候研究模式(WRF) 用途 • 气候研究模式包括 – 实时与理想化数据的仿真模拟(Simulations) – 多种侧边界处理方案 – 全物理方案 – 非静力与静力 – 程序支持的范围从几米到若干公里 4 研究的目标 • 该项研究实现以下目的 – WRF 模式性能基准分析/Benchmarking – 网络通讯设备的比较及其对WRF性能的影响 – 提高WRF运算效率 – WRF 网络通信特点的分析 – MPI libraries 的比较 5 测试所用的计算机集群的配置 • 24台戴尔PowerEdge SC 1435 服务器组成的集群 • 4核AMD Opteron™ 2358 SE CPUs • Mellanox® InfiniBand ConnectX® DDR 网络适配卡(HCA) • 内存: 16GB, DDR2 677MHz • 操作系统: RH 5.1, OFED 1.3 InfiniBand 软件包 • MPI库: Open MPI 1.3, MVAPICH 1.1, HP MPI 2.2.7 • 测试程序: WRF V3, 12km CONUS 基准分析数据源 • 编译器: Gfortran v4.2 – 编译Flags: FCOPTIM= -O3 -ffast-math -ftree-vectorize -ftree-loop-linear - funroll-loops 6 Mellanox InfiniBand 网络适配卡技术 • 基于工业标准 – 硬件，软件，网线，及适配器的管理 The InfiniBand Performance – 为计算机集群以及存储设备的连接而设计 Gap is Increasing • 性价比 – 40Gb/s node-to-node 240Gb/s – 120Gb/s switch-to-switch (12X) – 1us 延迟/latency – 业界最具进取性与前瞻性的产品设计蓝图 • 拥塞管理机制实现可靠性 •