국가기상슈퍼컴퓨터센터 주소 : 충북청주시청원구오창읍중심상업 2 로 72 공사기간 : 2008.6. ~ 2010.3. 부지 : 23,092m 2 건축연면적 : 8,465m 2 전산시설 : 1,687.4m 2 업무시설 : 1,105.3m 2 기반설비 : 4,218.6m 2 공용시설 : 1,454.5m 2
국가기상업무과정 관측 기상정보통신 수치예측예보통보 하늘, 땅, 바다, 그리고우주에서대기와해양의상태를입체적으로관측 국내외에서생산된기상자료를실시간으로수집 처리 붂배 슈퍼컴퓨터를활용, 방대한관측자료를빠르고정확하게분석해수치예측자료를생산 국내외에서수집된다양한관측자료와현재의기상상태, 수치예보모델결과에예보관의전문적인지식과경험을더해예보를생산 방송, 싞문, 인터넷등다양한매체를통해기상정보를제공
기반시설 슈퍼컴퓨터 수변전설비 냉동기 비상발전기 냉각탑 UPS 공조기 축전지 항온항습기
슈퍼컴퓨터센터 주요임무 24 시갂 무중단운영 감시
슈퍼컴퓨터 슈퍼컴퓨터의기준은? www.top500.org : 전세계시스템의성능을기준으로 1 위부터 500 위까지시스템을지칭
역대기상청슈퍼컴퓨터도입내역 구분슈퍼컴 1 호기슈퍼컴 2 호기슈퍼컴 3 호기슈퍼컴 4 호기 계약일 1999.2.24. 2004.4.27. 2009.9.7. 2014.6.20. 검수완료일 2000.9.27. 2005.12.5. 2010.12.13. 2015.12.14. 시스템구분 ( 제조국 ) NEC SX-5/28( 일본 ) CRAY X1E ( 미국 ) CRAY XE6 ( 미국 ) CRAY XC40 ( 미국 ) 이론성능 (TF) 0.224 (0.128 + 0.096) 18.5 (9.75 2 조 ) 초기분최종분초기분최종분 37 758 (379 2 조 ) 447 5,800 (2,900 2 조 ) 중앙처리장치 (CPU) 수 28 (16 + 12) 1,024 (512 2 조 ) 3,392 90,240 (45,120 2 조 ) 10,752 139,392 (69,696 2 조 ) 메모리 (TB) 0.224 4 7 60 2 조 57 372 2 조 저장장치 (TB) 3.8 88 3,989 3,323 15,780 전지구모델해상도 55km 30km 25km 10km(2018.6.7~) 설치장소 기상청서울 ( 본청 3 층전산실 ) 서울민간전산실임차 기상청충북오창슈퍼컴센터 기상청충북오창슈퍼컴센터 1 TF(Tera Flops) : 1 초동안 1 조번 (10 12 ) 의부동소수점연산을수행할수있는성능을의미
기상청슈퍼컴퓨터의성능향상 0.2TF 기상청슈퍼컴퓨터 1 호기 NEC SX-5 /1999~2000 년도입객관적기상예보체계구축 기상청슈퍼컴퓨터 2 호기 Cray X1E / 2004~2005 년도입 동네예보서비스실시 "15 년동안 약 30,000 배 18.5TF 기상청슈퍼컴퓨터 3 호기 Cray XE6 / 2010 년도입 계산성능향상!" 758TF 예보정확도획기적향상 기상청슈퍼컴퓨터 4 호기 Cray XC40 / 2015 년도입 Uri( 초기분 ), Nuri( 최종분 ), Miri( 백업 ) 5,800TF 위험기상등선진국형기상정보생산
기상청슈퍼컴퓨터 4 호기 세상의예스러운말누리 최종분 : 5.8 PF 먼저, 앞서미리 우리들이행복한삶을누리고자연의변화를미리예측할수있도록 기상청슈퍼컴퓨터 4 호기 Cray XC40 자기와듣는사람을포함우리 초기분 : 447 TF
기상청슈퍼컴퓨터 4 호기 재원 성능 우리 누리 : 미리 : - Cray XC40 ( 초기분 ) - 2015~ 현업용, 2016.5~ 공동활용및연구개발용 ( 연구용전산자원지원 ) - 이론성능 : 447TF(10,752cores) / 메모리 : 57TB : 자기와듣는이를포함한여러사람을가리키는말첨단기상예측기술로가치있는기상정보를생산하여우리국민에편안함을제공 - Cray XC40 ( 최종분 ) - 2016.2~ 수치예보현업용 - 이론성능 : 2,895TF(69,696 cores) / 메모리 : 372TB 세상의예스러운말, 누리다기상정보를신속 정확히예측하여안전하고편안함을누리다 - Cray XC40 ( 최종분 ) - 연구개발용 - 이론성능 : 2,895TF(69,696 cores) / 메모리 : 372TB 먼저, 앞서현재의기상정보를바탕으로미래의기상상태를미리예측하여안전하고편안한미래를밝힘
수치예보란? 기온, 기압, 강수, 적설등을구체적인수치로전망하는예보방식 방대핚양의수식을빠르고정확하게계산해야하기때문에빠른성능을가진슈퍼컴퓨터가필요한것 수치예보란객관적이고이론적인날씨예측방법으로고성능컴퓨터에서계산되는수치예보모델을이용하여현재의대기상태로부터미래의날씨를예측 예보관의지식, 경험및주관적판단이아니라날씨예측의영역에객관적, 과학적방법을동원핚것 수치예보의가능성은컴퓨터가등장하기전부터제안 컴퓨터가등장핚 1950 년대이후현실화되기시작
수치예보모델이란 수치예보모델 (Numerical Weather Prediction Model) 지구대기권 3차원공간을 수평과연직방향으로바둑판모양의수많은작은사각형으로나누어 각격자점에바람, 기온, 습도등관측자료들을입력해서 대기중에서일어나는현상을수식으로나타낸 수많은물리방정식들로이루어진 컴퓨터프로그램 Hardware Smartphone Supercomputer (HPC) Software Applications (App.) Numerical Models
수치예보모델이무엇을계산하나? 운동방정식 dv dt p 2 V gk F 연속방정식 ( 질량보존 ) 이상기체상태방정식 열역학방정식 수분보존방정식 수치예보모델의기본방정식계 (Governing Equations) d V dt p RT Q C dq dt v dt dt E C d p dt 방정식의미지수 ( 바람, 기온, 습도등 ) 를구하는것이수치예보
다양한관측장비 현재의대기상태관측
다양한 기상관측 종별 자료 범위 Data coverage 2017년 3월 15일 TOTAL Synops/Ships/Buoys/Metar Radiosondes/Pilots/Profilers AMDAR/AIREP MODIS/MTSAT/MSG10/COMSCR ATOVS ASCAT IASI GPSRO AIRS
수치예보자료생산과정 대기의상태와움직임을재현하는방정식계 수치모델을단시간에계산하는슈퍼컴퓨터 관측자료 방정식을계산하기위핚슈퍼컴퓨터용프로그램 예측결과
수치예보자료생산과정 1 일 : 18TBytes 1 일 : 약 16 만장 ( 수치예보이미지생산 )
슈퍼컴퓨터를이용한각종수치모델 전세계에서전지구예보모델을운영하고있는나라는단 13 개국뿐 전지구예보모델지역예보모델국지예보모델 수평 10km 분해능 연직 70 층 (80km) 12 일예측 4 차원융합자료동화 격자 :2,560Ⅹ1,920Ⅹ70 =344,064,000 수평 12km 분해능 연직 70 층 (80km) 87 시간예측 4 차원변분자료동화 격자 :540Ⅹ432Ⅹ70 =16,329,600 수평 1.5km 분해능 연직 70 층 (40km) 36 시간예측 3 차원변분자료동화 격자 :1,188Ⅹ1,148Ⅹ70 =95,467,680
기타응용수치모델 모델종류 수평해상도 ( 연직층수 ) 예측기간 운영목적 전지구앙상블모델 (EPS) 32km 12 일전지구중기앙상블예측 국지앙상블모델 (LENS) 3km 72 시간한반도위험기상확률예측 초단기모델 (VDAPS) 1.5km 12 시간한반도초단기예측 GWW3 50km 12 일전지구해상파고예측 응용및통계모델 파고모델 폭풍해일모델 RWW3 8km 87시간 아시아해상파고예측 CWW3 1km 72시간 연안해상파고예측 RTSM 8km 87시간 아시아폭풍해일예측 CTSM 1km 72시간 연안폭풍해일예측 황사모델 (ADAM2) 25km 72 시간황사수송예측 연무모델 (ADAM3) 25km 72 시간연무예측 총 20 여종모델, 일약 100 회수행
기상청슈퍼컴퓨터와수치예보역사 전구모델해상도 110km 55km 30km 25km 17km KLAM 40km 15L GDPS GSM T106L21 RDPS MM5 30/10/5km L33 EPS 110km T106L30 M16 GDPS GSM T213L30 CRAY X1E 2005.11 18.5 Tflops CRAY XT5/XE6 2010.11 758 Tflops CRAY XC40 2015.12 5,800 Tflops 10km NEC SX5 2000.6 224 Gflops LDPS 1.5km L70 (744X928) LDPS 1.5km L70 (EXP.1188X1148) LDPS 1.5km L70 (year) FLAM 80km 10L Cyber 932 1988. Fujitsu VPX 220 1995.6 1.25 Gflops RDPS MM5 30/10/5km L33 KWRF 10km L40 EPS 55km T213L30 M17 GDPS GSM T426L40 RDPS UM 12km L70 KWRF 10km L40 EPS 40km N320L70 M24 GDPS UM 40km N320L50 25km N512L70 RDPS UM 12km L70 EPS 32km N400L70 M49 GDPS UM 17km N768L70 LENS 3km M13 1990 1995 2000 2005 2010 2016 EPS 32km N640L70 M49 GDPS UM 10km N1280L70 LENS 2.2km M13 2018
국가표준기후변화시나리오생산 2.3 3.2% 33.7cm 기온강수량해수면 3.2 15.6% 27cm 2050 년지구 2050 년한국
기상청생산자료실시간제공유관기관현황 국가기관 공공기관 지자체 기타 국무조정실 행정안전부 국방부 ( 육 해 공굮 ) 국립재난안전연구원 해양수산부 국립농업과학원 소방방재청 국립환경과학원 화학물질안전원 해양경찰청 핚강홍수통제소 핚국수자원공사 핚국도로공사 농어촌공사 핚국항공우주연구원 국립공원관리공단 핚국원자력안전기술원 핚국전력거래소 핚국해양과학기술원 선박해양플랜트연구소 핚국에너지기술연구원 핚국원자력연구원 서울특별시 인천광역시보건환경연구원 부산광역시소방안전본부 부산광역시재난예방과 부산광역시보건환경연구원 강원도보건환경연구원 경기도 제주특별자치도 제주특별자치도정보융합담당관 강릉원주대학교 강원대학교 부경대학교 경북대학교 수협 대핚항공 국가농림기상센터 미공굮 부산정보산업짂흥원 방송사 국립해양조사원 국립산림과학원 국립수산과학원 핚국건설기술연구원 부산지방해양수산청 핚국기상산업기술원 MBC SBS KBS 타슈퍼컴퓨터생산수치예보자료활용사례 국외공무출장지점및해외파병지기상정보제공 국내항공사운항전세계공항 (190개) 지점기상정보제공 2011년 3월일본원전사고시방사능오염물질이동경로예측정보제공 기상예측정보를차량용네비게이션에적용 ( 웨비게이션 )
수치자료의국내지원및사회경제적파급효과 투자대비사회 경제적혜택최소약 5 배에서최대 10 배이상 미국은 4.7 배, 영국은 10 로추정 방재 농축수산업 레저 경제 기상산업 복지 국방 물류 국제지원 항공 교통 에너지
개도국수치예보자료지원 카자흐스탄 (18) 우즈베키스탄 (10) 키르키스스탄 (17) 타지키스탄 (15) 몽골 (7) 기상현대화지원 수단 (9) 에리트레아 (2) 우간다 (9) 브룬디 (2) 르완다 (5) 탄자니아 (13) 이란 (4) 바레인 (1) 카타르 (12) 지부티 (2) 에티오피아 (10) 케냐 (13) 소말리아 (6) 오만 (30) 아프가니스탄 (10) 파키스탄 (4) 네팔 (4) 방글라데시 (14) 태풍예측시스템지원 동아프리카 10 개국기상현대화지원 부탄 (36) 미얀마 (12) 태국 (7) 라오스 (4) 기상청 캄보디아 (7) 베트남 (29) 필리핀 29) 기상조기경보시스템지원 수치예보자료지원국가 : 31 개국 373 개도시아시아 21 개국 302 개도시 / 아프리카 10 개국 71 개도시
대내외센터활동 교육 슈퍼컴퓨터체험캠프 국가기상슈퍼컴퓨터센터 행사및워크숍 견학
감사합니다.