High Performance Computing per il clima: appena concluso l’8° workshop ENES HPC al CMCC
L’ottava edizione del workshop HPC della European Network for Earth System Modelling (ENES) ha riunito circa 40 partecipanti presso la sede del CMCC a Lecce, dal 22 al 24 maggio 2024. Il workshop ha ospitato sessioni sul panorama europeo e internazionale dell’High Performance Computing, prestazioni e acceleratori, dati e Machine Learning.
Fonte: esiwace.eu
Dal 22 al 24 maggio 2024, circa 40 scienziati si sono riuniti presso la Fondazione Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici (CMCC) a Lecce, per l’8° workshop di ENES HPC – “High-Performance Computing for Climate and Weather”. Altri partecipanti hanno seguito la conferenza online, raggiungendo un totale di circa 120 iscritti. Si tratta di workshop biennali, durante i quali i membri della European Network for Earth System Modelling (ENES) scambiano idee con esperti internazionali su argomenti di frontiera legati alla simulazione del clima e del tempo tramite l’high-performance computing. Già il primo workshop di questa serie, incentrato sui “nuclei dinamici”, si è tenuto presso il CMCC nel 2011.
Organizzata da ESiWACE3, la prima sessione di questa edizione è stata guidata dal Joachim Biercamp (DKRZ), insieme al Erwan Raffin (Eviden), fornendo una panoramica dello stato internazionale dell’hardware e del software nella exascale, e le loro applicazioni.
Il Hisashi Jashiro del National Institute for Environmental Studies (NIES), Giappone, ha illustrato i vari progetti per un sistema successore del supercomputer Fugaku. Fino ad ora, questo è forse l’unico computer di alto livello al mondo che ancora funziona senza un hardware acceleratore, come le GPU. Tuttavia, è molto probabile che il suo sistema successore non possa fare a meno di esse. Pertanto, gli sviluppatori del modello atmosferico giapponese NICAM si trovano di fronte all’enorme compito di trasferire il loro codice sulle GPU. L’obiettivo è quello di ottenere una capacità di elaborazione di un anno simulato al giorno (1 SYPD) con una risoluzione inferiore a 1 km utilizzando un modello oceanico-atmosferico accoppiato entro il 2030. Ciò corrisponde a un’accelerazione del modello di 40 volte rispetto allo stato attuale.
Il Robert Jacob dell’Argonne National Laboratory, USA, ha parlato del Energy Exascale Earth System Model (E3SM) del Dipartimento dell’Energia e ha fornito una panoramica generale della “exascale-readiness” dei modelli meteorologici e climatici negli USA. Ci sono diversi modelli negli USA che vengono riportati sulle GPU. Altri relatori hanno parlato di sviluppi corrispondenti in Cina e India.
Etienne Walter di EVIDEN ha presentato l’European Processor Initiative (EPI) e il progetto pilota EUPEX, dove l’hardware HPC sviluppato in Europa viene prototipicamente implementato. Corinne Béal (GENCI, Francia) e Lars Hoffmann (Forschungszentrum Jülich) hanno presentato i piani per i primi sistemi Exascale in Europa (Jules Verne in Francia e Jupiter in Germania), che si basano in gran parte su questi sviluppi europei.
Tutte le presentazioni hanno chiarito che non è ancora stato stabilito alcun procedimento generalmente dimostrato per il passaggio alle GPU. Vari gruppi continuano a utilizzare l’intera gamma di approcci di programmazione, dai metodi basati su C++ come KOKOS e YAKL ai tradizionali Fortran con direttive come open ACC e persino all’uso di linguaggi specifici del dominio come GT4Py.
Tradizionalmente, il workshop include anche una sessione sui flussi di lavoro dei dati, durante la quale il Bryan Lawrence del National Centre for Atmospheric Science (NCAS), Regno Unito, ha parlato di approcci innovativi per gestire massicci set di dati provenienti da simulazioni di ensemble, e Andrea Lammert di DKRZ/WDCC ha sostenuto la necessità di una certificazione degli archivi per garantire la qualità dei dati.
L’evento si è concluso con una serie di interventi sulle possibilità offerte dai metodi di machine learning (ML). La previsione meteorologica basata sui dati, come l’assimilazione dati supportata da ML, è stata il focus. Questa sessione è stata aperta da Veronika Eyring (DLR), con una panoramica delle attività correlate, coinvolgendo anche l’uso dell’ESMvalTool.
Il prossimo evento di questa serie nel 2026 sarà organizzato dall’Istituto Svedese di Meteorologia e Idrologia (SMHI).
Il materiale del workshop è disponibile ai seguenti link: