Desarrollo de un clúster portátil de bajo costo para la predicción numérica del tiempo
Autores: Chen, Chih-Ying; Yeh, Nan-Ching; Chuang, Yao-Chung; Lin, Chuan-Yao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Desarrollo de un clúster portátil de bajo costo para la predicción numérica del tiempo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Predicción numérica del tiempo
Computación de alto rendimiento
Sistemas de NWP
Plataforma Raspberry Pi
IRPW
Supercomputadoras
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Los sistemas de predicción numérica del tiempo (NWP, por sus siglas en inglés) son herramientas cruciales en la educación de la ciencia atmosférica y la predicción del tiempo, y la computación de alto rendimiento (HPC) es esencial para lograr dicha ciencia. Los objetivos de los sistemas de NWP son simular diferentes escalas de sistemas meteorológicos con fines educativos o proporcionar información meteorológica futura con fines operativos. Los supercomputadores tradicionalmente se han utilizado para los sistemas de NWP; sin embargo, son costosos, tienen un alto consumo de energía y son difíciles de mantener y operar. En este estudio, se utilizó la plataforma Raspberry Pi para desarrollar un sistema de NWP de alto rendimiento fácil de mantener con bajo costo y consumo de energía: el Mejorado Raspberry Pi WRF (IRPW). Con 316 núcleos, el IRPW tenía un consumo de energía de 466 W y un rendimiento de 200 Gflops a plena carga. El IRPW simuló con éxito una predicción de 48 horas con una resolución de 1 km y un dominio de 32,000 km en 1.6 h. Por lo tanto, el IRPW podría utilizarse en la educación de la ciencia atmosférica o para aplicaciones de pronóstico del tiempo local. Además, debido a su pequeño volumen y bajo consumo de energía, podría montarse en un sistema portátil de observación meteorológica.
Descripción
Los sistemas de predicción numérica del tiempo (NWP, por sus siglas en inglés) son herramientas cruciales en la educación de la ciencia atmosférica y la predicción del tiempo, y la computación de alto rendimiento (HPC) es esencial para lograr dicha ciencia. Los objetivos de los sistemas de NWP son simular diferentes escalas de sistemas meteorológicos con fines educativos o proporcionar información meteorológica futura con fines operativos. Los supercomputadores tradicionalmente se han utilizado para los sistemas de NWP; sin embargo, son costosos, tienen un alto consumo de energía y son difíciles de mantener y operar. En este estudio, se utilizó la plataforma Raspberry Pi para desarrollar un sistema de NWP de alto rendimiento fácil de mantener con bajo costo y consumo de energía: el Mejorado Raspberry Pi WRF (IRPW). Con 316 núcleos, el IRPW tenía un consumo de energía de 466 W y un rendimiento de 200 Gflops a plena carga. El IRPW simuló con éxito una predicción de 48 horas con una resolución de 1 km y un dominio de 32,000 km en 1.6 h. Por lo tanto, el IRPW podría utilizarse en la educación de la ciencia atmosférica o para aplicaciones de pronóstico del tiempo local. Además, debido a su pequeño volumen y bajo consumo de energía, podría montarse en un sistema portátil de observación meteorológica.