Kilometer-Level Coupled Modeling Using 40 Million Cores: An Eight-Year Journey of Model Development

本文介绍了我们在三周内将复杂的地球系统模型CESM 2.2移植到一个拥有4000万核心的神威超级计算机上的努力。当前和未来的领先系统采用异构架构，因此为了提高模型分辨率和减少建模不确定性，需要适应异构超级计算机。我们采用非侵入式方法，尽量减少手动代码修改，旨在实现模型代码的性能提升和一致性。通过使用分层网格系统和基于OpenMP的卸载工具包，我们的移植和并行化工作覆盖了80%以上的代码，并实现了5公里大气、3公里海洋和耦合模型的模拟速度分别为340 SDPD、265 SDPD和222 SDPD，从而使得在如此高的分辨率下进行多年甚至多十年的实验成为可能。

将复杂的地球系统模型CESM 2.2移植到40万核心的神威超级计算机，以提高模型分辨率和减少建模不确定性。

采用分层网格系统和基于OpenMP的卸载工具包，通过非侵入式方法尽可能减少手动代码修改，覆盖80％以上的代码，实现了模拟速度的提高和模型代码的一致性。

实现了5 km大气层，3 km海洋和耦合模型的仿真速度分别为340 SDPD，265 SDPD和222 SDPD，使得在如此高的分辨率下进行多年甚至多十年的实验成为可能。

最近的相关研究包括《在异构计算机上实现并行化的地球系统模型CESM2.0》和《大规模并行地球系统模型CESM的性能优化》等论文。