每天出门前看一眼天气预报，已是许多人的习惯。但很少有人会想到，屏幕上那一行“未来10天天气”，背后是怎样一场规模庞大的计算——要把全球大气切成无数网格，推演风、温度、水汽在每一个格子里如何随时间变化。网格越细，预报越精细，计算量也随之急剧增长。

　　全球未来10天的大气变化，能在多长时间内算出来？9月15日，中国科研团队在郑州给出了新答案：不到1小时。

　　当天，中科曙光与中国气象局地球系统数值预报中心联合发布成果：我国自主研发的MCV数值模式依托全国产十万卡AI超集群“曙光8000”，在1小时内完成全球5公里分辨率、未来10天的预报计算，达到国际主流业务时效标准，并通过批量预报质量检验。

　　公里级竞争，推动计算架构改变

　　所谓5公里分辨率，就是用间距约5公里的网格覆盖全球大气。在这样的精度下，台风的螺旋结构、锋面的移动轨迹都能被更清晰地刻画。

　　但精细是有代价的：随着网格变密，计算单元之间需要交换的数据急剧增加，模拟结果也要及时写入存储，通信、存储和任务分配对整体效率的影响愈发明显，即使增加处理器，整场预报也未必能按比例提速。

　　如今，欧洲ICON、美国MPAS等主流模式团队相继借助加速计算平台，向全球公里级推进，能否在规定时间内算出可靠结果，已成为高分辨率数值预报发展必须跨过的门槛。

　　MCV模式与曙光8000的协同攻关，正是在这一背景下展开。科研人员与工程团队围绕模式共同优化计算、通信、存储和软件系统。曙光8000采用“超智融合”异构计算架构，将通用处理器与加速处理器分工协作，并验证不同计算单元运行结果严格一致，使计算效率和结果可靠性同时满足要求。

　　其中，存储读写效率提升约30倍，有效减少了数据等待时间，让硬件能力得以充分用于科研计算。更精细、更及时的预报，关系着汛期防范、农田生产、航班调度和能源供应等诸多方面，计算时效达标为此提供了重要条件。

　　据介绍，异构计算在支撑高分辨率数值模拟方面展现出极大潜力，已成为当前国际主流数值模式团队的普遍选择。此次突破是自主数值模式与国产算力协同创新的重要成果，为我国在这一领域向公里级乃至百米级持续推进奠定了基础。

　　目前，双方协同团队已进一步完成全球3公里分辨率模拟试验，更高分辨率研究尚处于研究阶段，但模式继续演进已有了可供验证的平台。

　　模拟+智能，为科学研究提供超算工具

　　曙光8000的舞台并不止于气象预报。科研人员要研究蛋白质的结构变化，或是湍流中流体如何运动，这些过程同样难以直接观测、难以反复实验，需要借助大规模数值模拟。

　　曙光8000在同一架构中兼顾高精度科学计算与人工智能训练推理，科研人员可以先模拟复杂过程、生成海量数据，再借助人工智能从结果中寻找规律、筛选值得深入研究的线索。这种“模拟+智能”的研究方式，使一次计算可以为下一轮研究提供更多线索，帮助科研人员加快验证、扩大探索范围。

　　目前，曙光8000已在蛋白质研究、分子动力学、湍流模拟等方向开展多项大规模计算实践，适配近200项行业应用和500余个主流大模型，覆盖30多个科研及产业领域。系统采用开放计算架构，支持常用科研软件和主流人工智能模型适配运行，并通过国家超算互联网面向科研和产业用户提供服务，让更多团队有机会使用先进计算资源。

　　中科曙光董事长历军表示，让高性能计算成为认识地球、预见未来的重要基础设施，是曙光的愿景。先进计算的价值，要体现在解决重大科学问题、支撑产业创新的实际成果中。此次与气象科研团队联合攻关，让自主模式与国产算力共同走向世界科研前沿。

　　“曙光将持续深化与科研机构的合作，使计算技术与研究需求紧密结合，为科学家探索更复杂的问题提供工具，让更多前沿成果在国产平台上取得突破。”历军说。（光明网记者 战钊）