一种有效聚类组成的方法来执行WRF数值天气预报模型

L. C. Pinto, L. H. B. Tomazella, M. R. Dantas
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摘要

解决被称为大挑战的问题,如通过数值模型进行天气预报,需要高性能计算。尽管集群作为提供高性能的解决方案进行了整合,但组成集群的计算机的选择受到市场上可用配置的可变性的影响。事实上,在集群环境中插入多核处理器为进程之间的通信创建了一个不同的场景。在此背景下,我们提出了一种方法,在这种方法中,一些处理核心不分配给应用程序进程,以构建经济但高效的集群,通过千兆以太网互连,以替代互连网络,如Myrinet和lnfiniband。利用数值天气预报模型WRF(天气研究和预报模型)和NAS并行基准的细粒度算法进行的实验表明,运行时间减少了20%以上。因此,实证结果表明,当根据所提出的方法配置同一集群时,其性能有显著提高,证明了这项工作的相关性。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Uma Abordagem para Composição de Clusters Eficientes na Execução do Modelo Numérico WRF de Previsão do Tempo
A resolução de problemas conhecidos por grand challenge, como é o caso da previsão do tempo por meio de modelos numéricos, demandam computação de alto desempenho. Apesar da consolidação dos clusters como solução para prover alto desempenho, a escolha dos computadores que o compõe está submetida à variabilidade das configurações disponíveis no mercado. De fato, a inserção de processadores multi-core em ambientes de cluster cria um cenário distinto no que diz respeito à comunicação entre processos. Nesse contexto, propõe-se uma abordagem em que alguns núcleos de processamento não são alocados a processos da aplicação, com o intuito de construir clusters econômicos mas também eficientes, interconectados por Gigabit Ethernet em alternativa a redes de interconexão como Myrinet e lnfiniband. Experimentos com o modelo numérico de previsão do tempo WRF (Weather Research and Forecasting Model) e o algoritmo de granularidade fina IS do NAS Parallel Benchmarks, revelaram redução de mais de 20% no tempo de execução. Portanto, os resultados empíricos indicam um ganho expressivo no desempenho de um mesmo cluster quando configurado segundo a abordagem proposta, provando a pertinência deste trabalho.
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