眾所周知，即使是最發達的國家也無法准確無誤地對天氣狀況進行預測，然而在基於Linux集群系統的高性能計算技術卻能幫助氣象學家和全球氣象模擬系統更迅速、准確地對天氣情況進行預測。 美國Oak Ridge國家實驗室的聯合實驗室主任Thomas Zacharia稱，Linux運動對天氣和氣象研究帶來的影響十分深遠。正如其他需要廣泛模擬的科學領域一樣，這個行業需要集合世界各國專家學者的集體智慧。 Zacharia稱Oak Ridge國家實驗室由SGI公司獲得的Altix系統使用的便是Linux集群系統。它的性能是上一代系統的7倍。上一代系統是由多個廠家的產品共同組成的。Zacharia表示，目前大多數主流廠商已利用Linux技術開發出成功的、高性能計算解決方案。 這些系統方案可廣泛用於氣象模擬和研究，其中SGI公司的Altix、Cray公司的Red Storm和IBM公司的BlueGene表現最為搶眼。他解釋說，研究人員從這些系統中獲得的計算結果要比其他系統准確得多。 Zacharia認為：Linux集群系統的優勢在於，在建立此類計算系統過程中，操作系統扮演著十分重要的角色。如何使操作系統與機器設備完美的配合是十分重要的。 談到模擬技術在氣象研究領域裡的廣泛應用，Zacharia表示，科學家們將從Linux集群系統的特性中受益非淺。這些特性包括處理器性能及內存的平衡增加能力、優質的互聯技術、健壯性和先進的數學算法。 “毫無疑問，我們正處於一個不可思議的時代中，我們可以獲得多種專門用於科技領域的系統和設備。”Zacharia說，“我相信計算技術必將是推動氣象科學及研究的強大動力，因此除此之外別無他途。” Linux集群帶來的效益 對於SGI公司來說，Linux技術為他們帶來了巨大的收益。公司的環境市場部門主管Jill Matzke稱，高性能計算技術的用戶大多都在由基於RISC處理器和Unix的所有權系統向更加符合工業化標准的系統移植。後者具備更高的性價比，而且系統可移植性更加強大。SGI公司推出Altix系統的目的就是促使氣象研究部門和其他高性能計算技術用戶盡快完成系統移植。 Matzke解釋稱：盡管要處理極其龐大的數據和極端復雜的模塊，但由於缺乏資金，研究人員不得不對高性能計算技術所需要的預算進行壓縮，力求以有限的資金獲得所需的全部技術。這其中包括計算技術、數據存儲技術和可視技術。 Matzke說：“由於提供了所有的系統組件，SGI為氣象研究領域的客戶帶來了開放系統技術，並在不犧牲任何性能的前提下，為他們節省了大量資金。” 在Linux集群系統之上，SGI公司正在謀求通過提供數據管理解決方案，拓展Linux技術在天氣預測領域的應用。加利福尼亞州的Mountain View公司將推出一項新的可視技術解決方案。Matzke表示，最大的挑戰是如何將所需的全部系統組件在Linux環境下組合起來，發揮最大的效能。這正是SGI公司Linux集群系統的目標。 氣象預測、生命科學、生物技術和納米技術是高性能計算領域最難解決的問題。要想在這些領域取得進展，研究人員需要高端計算設備，能夠將多年的氣象數據在一天內計算完成。
Matzke稱，由於氣象學家對計算能力的要求很高，他們希望諸如Altix這樣的系統可以為他們帶來真正有生產價值的計算系統，這些系統不僅要支持行業基准程序，還要能解決真實世界中的問題。 Matzke介紹：當使用Altix對天氣進行預測時，它可以使氣象學家在指定的時間裡獲得更高的分辨率，進行更准確的模塊計算，從而提高天氣預測的准確度。這樣，氣象學家便可以在數分鐘或數小時時間內完成模塊計算，而過去這一過程需要數天甚至數周時間。 美國航空航天局Ames研究中心管理超級計算設施的副主任John Parks稱，在氣象研究領域，確實是向Linux和其他技術移植的時候了。 為何選擇Linux集群 Parks稱，Linux集群系統相對於所有權系統的主要優勢在於它可以運行於多種不同的硬件平台上。“然而，在過去的數年中，針對所有權操作系統，我們已經開發出許多應用軟件，因此當我們向Linux集群系統移植時，你還必須移植應用軟件。”Parks說，“在極大程度上，這是一個大多數人都願意接受的交換條件。” Parks表示盡管Linux集群系統為我們帶來了靈活性，但是它卻不一定能充分利用硬件的細微差別。這些差別可使所有權解決方案在一些環境下更好的發揮作用。但是，計算機專家與氣象學家一起在Linux社區的幫助下，已經令Linux集群系統在許多方面處於優勢地位，已經有充分的理由證實開放式操作系統應用在氣象研究領域是一項英明的選擇。 Parks稱，Linux集群系統的輸入/輸出問題也是人們經常提及的缺陷之一。他表示，目前面臨的挑戰是如何使Linux集群系統跟上高性能計算領域其他先進技術的步伐，特別是Intel和AMD的新型處理器。 “在主流技術的發展方向上，Linux集群系統還有很長的路要走，” Parks說，“盡管如此，由於它具備應用於各種硬件系統的靈活性，它可以使我們的研究進展得更加迅速。” 未來預測 Domagoj Podnar是非贏利性環境研究機構——沙漠研究協會的電腦科學家。他表示，盡管沙漠研究協會是在采用SGI公司的Altix系統後才開始使用Linux集群系統的，但是他早已看到Linux集群系統在模擬大氣運動方面的優越性。 沙漠研究協會目前使用的是一個13節點的雙Xeon處理器族群。它可以實時對大氣狀況進行模擬，還可以為消防部門提供發生野火的情況，並能為指定地區提供農業火災預測。Podnar稱，基於Linux集群系統的價格優勢，它在氣象研究領域內的應用前景十分廣闊。 當前，世界各國對於功能強大的高性能計算系統的需求越來越大，同時Linux集群系統由於其特有的優越性而越來越流行。這兩項趨勢最終決定Linux集群系統在諸如氣象研究等高性能計算領域的應用將越來越多。
