China-Pilotprojekte: Verbundprojekt "Monsunzirkulation in globalen Sturmauflösenden Simulationen" - Teilprojekt 2: Portierung des Klimamodells ICON-ENIAC auf Chinesischen Höchstleistungsrechner

Das Projektziel von MONSOOn besteht darin, ICON auf den chinesischen Höchstleistungsrechner TaihuLight zu portieren, um Zeitscheiben des heutigen Monsuns und des zukünftigen des Jahres 2070 mit globalen, konvektionsauflösenden Simulationen zu berechnen. Die Zeitscheiben sollen jeweils drei Realisierung von fünf Monate der beiden vorgegebenen Zeiträumen umfassen - zusammen 30 simulierte Monate. Das globale Atmosphärenmodell ICON wird auf den Supercomputer Sunway TaihuLight, der am National Supercomputing Center in Wuxi, China (NSCC-Wuxi) betrieben wird, portiert und getestet. Die mit dem portierten Modell durchzuführenden wissenschaftliche Simulationen werden technisch unterstützt. Dies umfasst neben den eigentlichen Simulationsläufen auch die Speicherung und Auswertung der Ergebnisdaten. Die Konfiguration des Modells und die Auswahl der zu portierenden Komponenten des ICON-Modellsystems ist wissenschaftlich begründet und geschieht in Abstimmung mit dem Verbundpartner MPIM. Die Arbeiten gehen von den Erfahrungen und der Codebasis eines analogen Projektes (ENIAC) aus, bei welchem ICON mit Hilfe von sogenannten OpenACC Direktiven auf einen mit GPUs ausgestatteten Supercomputer in der Schweiz (Piz Daint am CSCS in Lugano) portiert wurde. Wie TaihuLight basiert auch Piz Daint auf einer heterogenen Architektur. Im Gegensatz zu Piz Daint der mit GPU-Beschleunigern ausgestattet ist, verfügt TaihuLight über spezielle Muliticore-Prozessoren, für die teilweise andere Strategien bei der Instrumentierung des Codes mit OpenACC-Direktiven notwendig sind. Der modifizierte Modellcode soll zum einen möglichst effizient auf der TaihuLight Architektur laufen, zum anderen aber auch weiterhin auf GPU-Beschleunigern ausführbar sein. Idealerweise steht am Ende des Projektes eine Modellversion, die auf verschiedenen heterogenen Plattformen einsetzbar ist und mit möglichst geringem Aufwand auf weitere, insbesondere zukünftige Rechnerarchitekturen portiert werden kann