推進藍天工程,曙光M-Pro助力河南省環境監測

2021-02-24 中科曙光

連續一周大雨過後，京津冀迎來豔陽高照的好天氣。大家紛紛在朋友圈曬出藍天白雲、朝陽晚霞的靚照，在南方被綿綿梅雨纏繞的小夥伴們看到後，羨慕點讚之餘，不禁調侃「空氣品質好得看起來毫無PS痕跡」。

的確，每當全國各地發布霧霾警報，除了北京，PM2.5值爆表的河南省也經常被推到風口浪尖。空氣品質嚴重影響著這個全國第五、中西部第一經濟大省的人才引進和經濟發展。

為應對空氣品質問題，2016年，河南省上下堅持以改善環境質量為核心，以堅決打好大氣汙染防治攻堅戰為主線，實現了「兩降一升」，一舉扭轉大氣質量持續惡化趨勢。近日發布的「2016年河南省環境狀況公報」顯示：PM2.5、PM10指標雙雙下降，優良天數增加13天。

在通報2016年河南省環境質量狀況之時，河南省環保廳副廳長王朝軍表示：「雖然全省環境攻堅工作取得了一些成績，但是全省環境質量狀況整體形勢依然嚴峻，當前和今後一個時期，生態環境仍然是我省經濟社會發展中的突出短板。」

目前，河南已經將「持續改善大氣環境質量」納入2017年全省十件重點民生實事。

為保障河南環境進一步得到改善，紮實推進《河南省藍天工程行動計劃》，中科曙光與河南省多家環境監測中心展開合作，藉助面向空氣品質數值預報的高性能計算解決方案，通過動力統計預報和空氣品質多模式集合預報預警，為環境管理部門掌握空氣品質和大氣汙染的發展態勢，制定區域大氣汙染防治政策和措施提供強有力的技術支撐，並為重汙染天氣下的應急防範措施提供及時的預警信息和決策。

其中，河南省安陽、濮陽、南陽等地環境監測平臺的計算系統主要由曙光自主研發的M-Pro架構刀片伺服器構建，主要負責主數值模式並行計算。在滿足氣象模式、空氣品質模式、數據同化、集合預報等的超高計算量需求時，M-Pro架構刀片伺服器具有顯著技術優勢。

M-Pro節點採用Intel最新Skylake架構的Xeon E3-1200 v5系列處理器，該處理器具有更高的主頻和更高的單核計算峰值、更高的單核內存性能、更高的單核網絡帶寬,可提供比普通雙路計算節點更為強勁的單核性能，能夠更輕鬆地應對計算密集、訪存密集、通信密集型應用。

針對普通雙路節點上相鄰兩顆CPU上的進程跨節點通信性能不足且不均勻的問題，曙光選擇利用先進的Multi-Host高速網絡技術作為解決方案。基於100Gb/s EDR InfiniBand Multi-Host技術可以讓多個節點共享一個網絡設備，能實現0.6us超低延遲、單核網絡帶寬達到6.25Gb/s，是普通雙路節點的兩倍多該技術，已經被Facebook主導OCP組織認定為伺服器網絡標準。

M-Pro架構刀片伺服器相比普通雙路計算節點實測應用性能顯著提高。如嵌套網格空氣品質模式系統（NAQPMS）及其WRF中尺度氣象模式等測試數據都展現了近150%的性能提升。從成本角度來說，則相當於為客戶節約了30%的伺服器購置投入。

除了推進《河南省藍天工程行動計劃》，憑藉技術方面的優勢和在氣象環境應用中的深入研究，曙光還圓滿完成了 「APEC藍」「閱兵藍」「上合藍」「西湖藍」等保障任務。未來，曙光將繼續在氣象行業積極探索，發揮產品和技術優勢，助力實現更精確空氣品質預報、更精細環境監測治理，為實現「天藍、水清、土淨」的目標不斷努力！

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