随着全球极端天气频发、防灾减灾需求提升以及气象服务精细化要求不断提高，数值天气预报（NWP）正朝着更高精度、更快时效、更复杂模型的方向快速发展。实现这一演进的核心驱动力在于算力的跨越式提升。作为国产计算的重要力量，海光处理器凭借高并行、高精度、高能效的特性，正成为推动NWP性能突破的关键引擎。
▍国家气象战略：打造自主算力新基石
《气象高质量发展纲要（2022—2035年）》明确提出：到2025年，全球数值天气预报分辨率达10公里以内，强对流天气预警时间提前量超过45分钟。到2035年，我国将建成“地球系统数值模拟装置”，实现“分钟级短临预报”和“公里级气候预测”。鉴于气象预报涉及国家安全，相关算力的自主可控成为实现上述战略目标的关键保障之一。
▍破局双墙困境：多维优化驱动模式性能跃升
当前，NWP业务在追求更高时效性和更大计算规模的过程中，面临着“性能墙”与“功耗墙”的双重挑战。由于业务模式相对成熟，常规优化手段提升空间有限。海光处理器提供的高性能优化方案，通过在多核调度、数据亲和性管理、访存效率及指令集支持等关键层面进行深度调优，在多方面取得显著突破。
任务分配更灵活：计算区域（如经纬度网格）会根据核心数量动态拆分，空闲核心自动“接管”繁忙核心的任务，实现负载均衡；计算与通信还能“同步进行”——处理当前数据时提前准备下一轮边界数据，减少等待延迟。
数据使用更高效：结合气象数据空间连续性特点，系统通过NUMA架构将常用数据预加载到离核心更近的内存位置，并让核心专注处理连续区域，减少缓存调用延迟，提升访问效率。
关键步骤再提速：针对高频函数memmove，科研人员替换为AVX2指令集加速，这一改进对动力计算、辐射参数化、边界层处理等模块均有效，整体性能显著提升。
目前，该方案已在湖北、北京等地的气象业务部门成功应用。实践验证，区域预报模式完成36小时预报的时间由51分钟缩短至47分钟，所需计算节点数量从180多台减少至140多台，综合性能提升达20%，有效缩短了计算时间并优化了机房空间占用。
在气象预报从“经验驱动”迈向“数据驱动”的时代，算力性能直接决定预报的时效性。海光处理器凭借高并行、高精度、高能效的算力优势，正助力气象预报实现“算得更快、报得更准、管得更细”的目标，为支撑国家防灾减灾、碳中和等重大战略构筑坚实的技术底座。
