چکيده
مدل پژوهش و پيش بيني آب و هوا يك سيستم شبيه‌سازي بشدت وابسته به محاسبات، I/O و شبكه است و اجراي آن در سريعترين رايانه‌ها نيز يك چالش بزرگ مي‌باشد. مديريت و پياده‌سازي چنين حجم كارهايي عمدتاً روي معماري‌هاي با كارايي بالا مطرح مي‌شود كه اين به دليل ماهيت بسيار هماهنگ، سازگار و پردزاش موازي داده‌هاي عظيم در آنها مي‌باشد.
معماري تعبيه شده در كارتهاي پردازش گرافيكي داراي تعدادي زيادي هسته پردازشي كه بطور منظم در كنار هم قرار گرفته‌اند، بهمراه پهناي باند بسيار زياد دسترسي به حافظه مشترك هستند. به دليل وجود همين معماري، كارتهاي پردازش گرافيكي بلوكهاي بزرگي از نخ¬ها را بصورت موازي پردازش مي‌كنند و مي‌توانند بصورت خودكار فرايند پردازش نخها را با تعداد هسته‌هاي موجود مقياس نمايند و به حداكثر سرعت و توان پردازشي خود دست پيدا كنند.. با تكنيك¬هايي نظير اجراي مدل پژوهش و پيش بيني آب و هوا بر روي چندين كارت پردازنده گرافيكي، كپي غيرهمزمان داده‌ها، دسترسي تلفيقي به حافظه مي‌توان سرعت پردازش اين مدل را افزايش داده و زمان اجراي آنرا را كم كرد.
اجراي مدلهاي عددي معمولاً روي زيرساختهاي محاسباتي خوشه، ابر و توري به دليل وجود منابع محاسباتي زياد مورد توجه هستند. در اين زيرساخت‌ها با بهره گيري از پردازش موازي از پردازش توزيع شده نيز استفاده فراوان مي‌شود. استفاده از حافظه توزيع شده و حافظه مشترك و يا تركيب آنها در اجراي مدل پژوهش و پيش بيني آب و هوا در مقياس و وضوح بالا زمان اجراي مدل را در اين زيرساخت‌ها بسيار كاهش مي‌دهد. در اين زيرساخت‌ها پهناي باند شبكه يك عنصر مهم و اساسي در پردازش موازي است. در صورت عدم تامين سرعت و پهناي باند مناسب در شبكه، در زمان اجراي مدل پژوهش و پيش بيني آب و هوا بواسطه تاخير در ارتباطات شبكه تأثير منفي خواهد داشت.
زيرساختهاي سنتي معمولاً از مجازي‌سازي براي مديريت دسترسي به منابع استفاده مي‌كنند. اينكار موجب تحميل سربار اضافي به خوشه مي‌شود. استفاده از يك نوع مجازي‌سازي سبك وزن ضمن ايجاد يك سربار بسيار ناچيز، منافع و مزاياي دسترسي نامحدود به منابع در زيرساختهاي ابري را بهمراه دارد.
در اين ارايه به بررسي انواع زيرساختهاي محاسبات ابري، محاسبات خوشه‌اي، محاسبات توري و واحد پردازش گرافيكي كه داراي كارايي محاسباتي بالا هستند و راه¬كارهاي بهينه‌سازي اجراي مدل پژوهش و پيش بيني آب و هوا بر روي آنها پرداخته مي‌شود.
