英国脱欧后的超算新举措——斥资打造两台超算系统，Arm架构和气候预测应用为首选

导  读

气象数值预报一直是超级计算机的重要应用领域之一。英国政府2月17日宣布，为改善极端天气所带来的恶劣影响，将拨款410万英镑（3717.5万人民币）部署基于Arm的Isambard 2超级计算机用于支持英国气象局的天气和气候预报活动；同时，英国政府还将拨款12亿英镑（约109亿人民币），研发专用于气象和气候预测的世界“最强大”超级计算机，并计划在2022年正式投入使用，其相关预测预报工作将服务政府公共决策，助力全球应对气候变化。

英国公投脱欧后，经济和贸易面临着很大的不确定性和挑战，此次在超算方面的一连串重磅投入，一方面表明先进的超算系统在天气预报领域的重要作用，另一方面也表明了英国希望继续在气候气象模拟工作中保持世界领先的决心。

投资410万英镑，部署基于Arm的Isambard 2超算系统

随着地球持续升温，世界各国在气象气候模拟计算领域争夺全球领导地位的竞争也日趋激烈。2月17日，英国工程和自然科学研究委员会(EPSRC)宣布拨款410万英镑（约3717.5万人民币）尽快部署Isambard 2超级计算机，该基金将由英国气象局（Met Office）承担，以进一步支持其天气和气候预报活动。Isambard 2（HPE-Cray系统）计算能力将是现有的基于Cray ThunderX2的Isambard 1的两倍，有望成为欧洲最大的基于Arm的超级计算机。

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● 现有的Isambard超算系统

Arm架构处理器拥有高能效、低成本、开放架构、广泛生态等独特优势。基于Arm的处理器将通过支持开发强大的新算法，推动前沿科学研究，为复杂的气候模型研究铺平道路。“对于英国科学家来说，使用最新的尖端Arm技术至关重要，因为它可能是通往下一代超算系统——E级计算的技术途径之一，可以帮助科研人员解决全球挑战性问题。” Isambard项目的首席研究员、布里斯托大学HPC领域教授Simon McIntosh-Smith 说。McIntosh-Smith 在一条推文中做了详细介绍，“Isambard 2将包括AMD，Intel和Nvidia的少量最新CPU和GPU，以实现科学严格的体系结构比较，但Isambard 2的主体还是基于Arm的CPU。”Isambard 2将有336个计算节点，21,504个内核，会增加一个Cray Fujitsu A64FX分区。“A64FX”是日本富士通发布的最强ARM处理器，采用台积电7nm FinFET工艺制造，集成87.86亿个晶体管，基于ARMv8.2-A指令集，浮点单元是SVE（可伸缩矢量扩展），可用于超级计算机，具有多功能，大规模并行，省电的优点。基于A64FX芯片研制的日本新一代超级计算机“富岳”原型机，一问世就夺得了2019年下半年Green500榜单冠军宝座。

为了满足未来的应用需求，Isambard 2除了可以支持继续使用Arm系统和最具特色的多体系结构比较系统（MACS）之外，还具有运行新兴AI应用的潜力。EPSRC执行主席Dame Lynn Gladden教授说：“计算正成为一种越来越重要的科学工具。今天宣布的高性能计算服务将为研究人员提供重要的支撑，帮助他们在影响我们日常生活的广泛领域中取得新的突破。”

投资12亿英镑，开发“最强大”气候预测超算系统

同一天，英国政府发布新闻公报说，将投资12亿英镑（约109亿元人民币）开发专用于气象和气候预测的全球“最强大”超级计算机及其气象预报工作相关配套。该台超算系统的工作成果将用于支持政府决策，助力全球应对气候变化。

在这笔12亿英镑的投资中，具体来说约有8.54亿英镑（约77.8亿元人民币）将用与超级计算机本身研发。新系统将由英国气象局（Met Office）管理，预计2022年取代其现有的三台Cray XC40超算系统（Cray XC40在当前TOP500榜单中位列第27位），正式投入使用，并提供长达10年的服务。英国气象局预期，新超算系统完成部署后就将使气象局的计算能力提高6倍，并且在后五年的服务期内再次提升3倍。▲ Cray XC40超算系统这台超算系统将在气象气候预报的多个方面发挥作用，从更准确的风暴和降雨预测到全球气候变化建模。英国政府还指出了其在能源预测和空中交通规划中的潜在用途。

巨额投资，将带来哪些收益

英国气象局首席执行官Penny Endersby对英国政府的这项投资计划表示欢迎。“新的超级计算机最终将提供更早、更准确的恶劣天气预警，帮助我们在不断变化的气候中建设一个更灵活的世界，并支持英国向低碳经济转型！”她介绍说，“它将帮助英国继续在气象和气候科学与服务领域保持全球领先地位，通过多方共同努力，其产生的气象气候预测结果将帮助政府、公众和产业界做出更好的决策，以保证英国持续经济繁荣和安全稳定。”

该台超算系统的投资是英国气象局历史上迄今为止最大的一笔投资，有关部门认为这将带来很大的改变，每花费1英镑，最多可获得19英镑的收益。

该公报是由英国商业和能源部长Alok Sharma正式发布的，他也是联合国2020年第26届联合国气候变化大会（COP26）的主席。这是联合国气候变化框架公约（UNFCCC）的一次重要会议，将于今年11月9-20日在Glasgow隆重举行。这将是英国主办的规模最大的一次世界峰会，预计将有来自全球超过3万名各国代表参加。“在过去的30年中，新技术意味着更准确的天气预报，包括实现可提前最多5天预报暴风雨。” Sharma说，“我们对新超级计算机这项巨额投资将进一步加快天气预报的速度和精度，帮助人们更好地应对天气变化带来的各种影响，包括改变旅行计划、提前部署防洪系统等。”公报说，新的超级计算机还将推动创新，增强英国在超级计算、数据科学、机器学习和人工智能等领域的能力。

深挖英国重磅投资背后的原因

去年夏天，美国的全球预报系统进行了重大升级，旨在重建美国在气象预报领域的领导地位。韩国大气预报系统研究所（KIAPS）也宣布了一种新的预报模式，旨在最终取代当前在韩国使用的英国气象局天气与气候统一模式。在日益激烈的全球竞争形势下，英国这一公告的发布代表着英国在天气预报领域的发展迈出了重要的一步。

可以说，英国的公报发布的时机恰到好处。就在一个多月前，欧洲中期天气预报中心(ECMWF)公布了与Atos签订为期四年、价值8900万美元的合同，旨在将其超级计算能力提高五倍。这款新的BullSequana XH2000超级计算机来自一家欧洲公司，并将放置在ECMWF位于意大利博洛尼亚的新数据中心。相较于过去以英国为基地、由Cray公司为ECMWF提供计算服务而言，这标志着风向的转变。

英国气象局2022年超算应用计划

随着英国脱欧法案的落地，英国也未能加入“欧洲高性能计算共同计划（EuroHPC）”，其推行的天气与气候统一模式受到挑战，并且欧洲中期天气预报中心开始强调其植根于整个欧洲。英国这一系列在超算系统上的投资发出了一个明确的信号——英国努力在脱欧后继续保持在气候气象模拟中的世界领导地位。热门文章推荐超算

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