数值天气预报业务系统硬件架构示例

面向间歇性新能源的数值天气预报业务系统可依据风电场、光伏电站发电功率预测的实际需求提供精细化的数值预报产品。

以下是一种典型的数值天气预报业务系统解决方案，此案例的计算平台基于X86集群系统设计，集群系统框架示例如图4-17所示。

图4-17　集群系统框架示例

集群系统框架展示了一个数值天气预报业务系统较为完整的硬件系统结构，系统使用刀片式服务器，刀片采用7U／160PC／S架构，刀片具有2.0GHz主频处理器，每颗CPU可实现64GFlops浮点计算能力。每个普通计算刀片能够实现128GFlops浮点计算能力，而每组计算刀片服务器节点实现1280GFlops浮点计算能力，且每组刀片服务器的运行功耗也相对较低。全系统采用高效能刀片服务器构建计算节点系统，并且系统采用先进的InfiniBand直连存储方式，非常好地消除了IO瓶颈、提升了IO性能。全系统具备两套互联网络，一个是InfiniBand高速计算存储的主干网络，它具有双向80Gb／s InfiniBand，能够让系统的全部节点互联，以实现高效能科学计算、超大规模科学计算，全局共享的高速数据网络；另一个是千兆以太网的管理网络，能够实现计算刀片机箱、管理节点、存储节点千兆互联，用于实现系统管理、数据下载等。(www.xing528.com)

完整的数值天气预报业务系统是由硬件系统和软件系统两部分构成。硬件系统是业务系统运行的基础，主要包括计算子系统、网络子系统、存储子系统、管理登录子系统、机柜子系统。软件系统主要负责组织集群系统的各硬件子系统高效运行，它主要包括操作系统、编译开发环境、集群管理软件、气象业务化运行系统等。数值天气预报业务系统的集群系统配置见表4-6。

表4-6　集群案例配置表

按以上配置方案建设的数值天气预报业务系统的计算刀片支持Intel／AMD高性能处理器，结合最新的InfiniBand高速计算网络，能充分满足精细化网格、大时间跨度的模式计算需求。系统能够支持硬件级别的计算容错功能和数值模式的断点续算，能够提高数值天气预报关键业务运行可靠性。海量并行文件系统的容量可扩展至PB级别，提供了高性能的IO读写带宽，满足数值模式在资料存储和处理、模式计算等过程中对存储系统的要求。目前，这套系统已经得到成功投运，为甘肃、新疆、宁夏、青海等地区的风电场、光伏电站发电功率预测系统提供了0～72h的短期气象预报产品服务。