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CNRM Atmosphère globale (ARPEGE). Atmosphère régionale (ALADIN). Océan global et régional (OPA). Assemblage et emboîtements à faire. CERFACS Coupleurs.

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1 CNRM Atmosphère globale (ARPEGE). Atmosphère régionale (ALADIN). Océan global et régional (OPA). Assemblage et emboîtements à faire. CERFACS Coupleurs OASIS V3 et V4. La sphère et la dynamique des fluides Système parfaitement conservatif : les algorithmes utilisables sont restreints par les conservations imposées : masse, énergie, moment cinétique, enstrophie… Solution : Diminuer le pas de temps : gaspillage énorme en temps de calcul sur les régions équatoriales. Application dun « filtre » aux hautes latitudes pour lisser les fluctuations de courtes longueurs donde. méthode qui « naime pas » le parallélisme. La parallélisation du cœur dynamique de LMDZ Le cœur dynamique calcule et intègre les termes des équations de Navier-Stockes, le transport des traceurs et la dissipation. Filtre des hautes latitudes => domaines de calcul inhomogènes De nombreux échanges par pas de temps loptimisation des communications est critique. MPI : décomposition de domaines en bandes de latitude Élimine le problème du filtre, simplifie la parallélisation du schéma dadvection. Échange de « halos » de données entre processus proches voisins Open MP : parallélisation des boucles sur les indices verticaux. Les boucles sur les indices verticaux sont les plus externes. La parallélisation des boucles est plus simple et performante. Elle nentre pas en conflit avec la vectorisation Calcul Intensif pour le CLimat et l'Environnement La parallélisation de la partie physique de LMDZ, dORCHIDEE et dINCA Lensemble de ces codes suivent le même principe : les mailles sur une colonne datmosphère sont indépendantes les unes des autres Hormis les I/Os, pas ou peu de communications par pas de temps. Loptimisation des communications nest pas critique. Distribution des données en vecteur de mailles sur lesquelles repose une colonne datmosphère. A Chaque processus MPI est assigné un vecteur de mailles, que se partage lensemble des tâches OpenMP lancées au sein du processus. Les stratégies de parallélisation des modèles « Le projet CICLE a pour objet de développer une nouvelle génération de modèles capables de tirer pleinement parti des supers calculateurs actuels et futurs afin de réaliser des simulations frontières qui permettront des avancées majeures tant dans la compréhension des phénomènes physiques que dans nos capacités de prédiction. » Océan (OPA). Glace de mer (LIM). Atmosphère (LMDZ). Surface continentale et végétation (ORCHIDEE). Chimie Atmosphérique et Aérosols (INCA). Le modèle couplé de lIPSL Acteurs IPSL Les difficultés de la parallélisation liées aux spécificités des modèles La faible taille des grilles utilisées Une simulation classique couvre ~ 200 ans par pas de temps de ~60 s => ~ pas de temps/simulation. Utilisation de grilles de faibles tailles : Résolution moyenne : 96x72x19 => ~ mailles. Haute résolution (1°) : 360x180x55 => mailles. Limitation rapide des performances du parallélisme : les latences et les coûts en bande passante se font rapidement sentir : Grille 96x72x19 : 16 proc : 8000 mailles /proc. Grille 360x180x19 : 500 proc : 7000 mailles/proc. 5 codes développés indépendamment, couplés à chaque pas de temps. Utilisation du coupleur parallèle OASIS La parallélisation mixte : MPI/OpenMP Deux points singuliers : x tend vers 0 aux pôles : un défi majeur à la stabilité numérique => Instabilité CFL (Courant – Freedich-Lewy). Quelques détails sur les performances… LMDZ4 1° 55 niveaux verticaux (360x180x55) : Résultats sur platine (CCRT) et sur le « Earth Simulator » : 1 jour (1920 itérations) CPUs PlatineES TempsSpeed-upTempsSpeed-up 1(25056 s)1(2280 s)1 2(12528 s)2(1140 s)2 4(6264 s)4570 s4 8(3132 s)8307 s s16169 s s s s s s s s s291.3 Processus MPITâches OMPCPU utilisés Platine TempsSpeed-up s s s s s s s s s s66.6 Simulation ½° : 720x360x19 LMDZ/INCA : Résolution standard 96x72x19 Temps et Speed-up pour 480 itérations (1 journée) Résolution 360x180x55 : Années simulées / mois en fonction du nombre de processeurs Résolution 360x180x55 : courbe de speed-up SX8/Itanium Paralléliser les composantes. Coupler les composantes parallèles. Emboîter modèles régionaux et globaux. Revisiter les interfaces entre composantes. Réaliser des simulations de démonstration. La complexité du modèle couplé CIGC


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