高性能计算大佬告诉你高性能计算的实际应用

高性能计算的主要优势是速度快，能在短时间内完成普通计算机无法完成的工作量，在很多领域都有很重要的应用。

在天气预报中的应用：

2008年北京奥运会，给我国气象领域的科学计算提出了新挑战。奥委会规定，奥运会承办城市的气象预报网格精度要做到1公里，而目前我国的城市气象预报网格精度一般为15公里，国家气象中心神威I上用于特殊气象服务的 MM5的网格精度最高也只能达到5公里。数值天气预报提高准确度有两种方式;提高分辨率和采用更逼近真实大气复杂物理过程的模式，而这两种方式都将会带来计算量的猛增随着计算网格密度的增加，计算量也将成几何级数增加，据测算，网格的密度提高一倍，计算量要提高16倍。如果用现在128个 CPU 的系统来做这个计算，至少要10个小时,但这绝对是不允许的。使用500到1000个CPU 组成的高性能计算机再一个小时内就可以完成计算的目标。所以现在对于气象预报的精度要求越来越高，对算力的要求也越来越高。因此气象局一直嚷嚷着要升级超算，升级完了过段时间继续嚷嚷。

在航空航天领域：

在飞行器制造领域，经常要计算飞机附近空气的流动，以及飞行器本身的受力情况。最常用的计算方法是把空气、机体分割成一个个小块块，分别计算每个小块的运动和受力，再整合起来得到整体的运动和受力情况。一般来说，分割的颗粒度越精细，计算越准确。而鱼与能掌不可兼得，这种颗粒精度的提升，对于算力的增长可是指数级的。商飞的客机全机全参数气动模拟优化设计就是利用天河二号进行: 利用2.4万CPU核开展了大型商用飞机全参数气动优化设计，短短6天，就完成了全部的气动优化设计计算量。在普通民用飞机技术研究中心平台，大约几百核的机器上约需要2年的工作量，大大加速研发的速度。

在图像渲染领域中的应用：

国内三维动画行业起步较晚，但发展迅速，当前国家出台一系列扶持政策，拉动了国产动画行业的发展。目前，三维动画常用渲染软件为mentray，国内现通用渲染方式为单机渲染、渲染农场两种方式。单机渲染适用于个人短片作品及小型工作室，对硬件配置要求高、渲染效率低。若以动画电影项目1600镜头为例，每个镜头长度约80帧，渲染文件中场景分21层，单个角色平均分18层，按照平均每个镜头中含两个角色计算，以中等渲染难度镜头为例，一个镜头分46层，每单层渲染平均耗时1min，则整个动画电影项目耗时总计:

1 (min) *46 (层) *80 () *1600 (镜头) =5888000min，合计约136个月 (单台电脑染时间)。。

在美国好莱坞，一部《阿凡达》电影的特技制作需渲染一年多时间才能完成，而如今通过超算中心的高速计算刀片计算，同样对电影《阿凡达》进行渲染处理，仅需两三个月甚至更短的时间

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