与投入大、门槛很高的超级计算相比,天气预报还面对很多数据庞大但相对不复杂的数值预报后处理任务这时候,更为大众化的云计算就大派用场。
“云计算就像蚂蚁搬家,单独的运算能力虽然远远比不上超级计算机,但机多力量大,分散处理效率高。”曾沁举例说,数值预报出来后,对气象服务中的山洪地质灾害风险、道路湿滑、航运能见度等会有什么影响,这就是由云计算来分门别类处理。
具体来说,一个庞大的计算处理任务通过网络自动拆分成大量小的子程序,交由多个计算机处理,通过计算分析并汇总后,将结果再次通过网络传回给用户。曾沁表示,几秒间,就完成了数以亿计的信息处理,随后释放归还计算资源,“不带走一片云彩”。
在省气象局超级计算机房的对面,另一排看起来与超级计算机相似的机组也在运作。不过里面的计算机更像普通电脑,上百台机器通过各种线路连接在一起。这就是用于云计算的计算机。在气象信息中心监控室,针对公路、航运、雷击等预报信息都可以实时分类查看,这些都是云计算的成果。
气象部门是典型的“大数据”部门。高分辨数值预报模式、卫星监测和全天候每隔6分钟立体扫描的雷达探测等带来每天TB(1000GB)级别的数据,这就需要把数据有组织地分割好,交由大量联网的计算机去处理,汇总分析出其中有价值的天灾预警信息。
另外,气象部门有很多针对特定灾害天气研发的专业预报系统,如台风、暴雨和强对流预报系统等。原来的各台计算机各有侧重,分属不同的部门,当出现特定的极端天气时,有的机器就处于满负荷状态,但大多数机器处于低利用率状态,计算机资源利用并不合理。
“云计算后,由多台性能不错的服务器虚拟而成的十多台、甚至几十、上百台虚拟计算机根据实际需要弹性地提供服务,既节省成本,又节约能源。”曾沁说。
云计算与人们常混淆的局域网不同,局域网里的计算机是一个个“岛”,云计算则根据任务需求,把多台计算机变成一个整体。
那么,云计算是否能完全代替超级计算呢?曾沁表示,超级计算机对应的是需要复杂科学计算且结合度紧密的问题,例如数值模式预报,才能充分发挥它的潜力,也可以避免云计算因网络传输影响到运算速度。而对于相对松散却要处理大量数据的任务,超级计算当然也能够胜任,不过就有点大材小用了,这时候就可以发挥相对廉价的云计算优势,来之即用,合理分配资源。