Changes between Version 143 and Version 144 of PerformancesIPSLCM6


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  • PerformancesIPSLCM6

    v143 v144  
    33Cette page liste quelques performances mesurées et estimées du modèle IPSLCM6. Il rappelle également les ressources calcul disponibles au niveau national et les dates clés. Enfin, il inclut les informations pour l'allocation dédiée à CMIP6.  
    44 
     5== Argumentaire pour une allocation dédiée pour fin 2018-2019-2020-2021 == 
     6 
     7Les projets CMIP5 et CMIP6 ont chacun généré une intense activité de développement du modèle de climat de l'IPSL suivie d'une période de production de simulations de référence. Il y a en effet nécessité de concentrer l'essentiel de la production CMIP sur une période bornée dans le temps de manière à suivre le calendrier international et à réaliser un ensemble complet de simulations climatiques avec une version donnée du modèle (DECK et MIPs en ce qui concerne CMIP6). Par contre, avoir des périodes de développement de modèle trop concentrées dans le temps n'apparaît pas comme un mode de fonctionnement idéal. Cela génère des risques par rapport au calendrier international, une absence de recul sur certains choix effectués, et du stress pour les équipes travaillant sur le modèle. Il nous semble plus approprié de garder un fond d'activité de développement de modèle entre deux projets CMIP de manière à lisser dans le temps l'évolution du modèle de climat (qui ne doit pas être seulement vu comme la juxtaposition de ses composantes atmosphérique, océanique, et continentale). De plus, il est important de pouvoir documenter les évolutions du modèle et attribuer ses changements de propriétés à des changements de paramétrisations ou de résolution. Cette vision est aussi celle du Working Group on Climate Modelling qui a conçu les expériences de référence du DECK de manière à ce qu'elles puissent être menées régulièrement (Eyring et al., 2016) :  
     8 
     9''The persistence and consistency of the DECK will make it possible to track changes in performance and response characteristics over future generations of models and CMIP phases. Although the set of DECK experiments is not expected to evolve much, additional experiments may become enough well established as benchmarks (routinely run by modelling groups as they develop new model versions) so that in the future they might be migrated into the DECK. The common practice of including the DECK in model development efforts means that models can contribute to CMIP without carrying out additional computationally burdensome 
     10experiments. All of the DECK and the historical simulations were included in the core set of experiments performed under CMIP5 (Taylor et al., 2012), and all but the abrupt-4×CO2 simulation were included in even earlier CMIP phases.''  
     11 
     12Nous envisageons à l'issu du projet CMIP6 de développer 3 versions du modèle IPSL-CM par an de manière à intégrer les développements effectués à tour de rôle par les composantes, comme le CO2 atmosphérique interactif, le cycle de l'azote, le changement de coeur dynamique (DYNAMICO en lieu de l'ancienne dynamique atmosphérique), etc... Nous savons par expérience qu'une nouvelle version coûte en moyenne environ 2000 années de simulations (par ex. 20 tests techniques de 1 an, 9 tests atmosphériques de 20 ans, 9 tests couplés de 100 ans, et 2 tests couplés de 200 ans pour ajuster un certain nombre de paramètres atmosphériques et océaniques et un spin-up de 500 ans). Plusieurs tests longs sont nécessaires car certaines propriétés émergentes du système (THC, biais de l'océan profond) mettent longtemps à se manifester. Les tests techniques englobent ce qui était fait historiquement dans le projet "gen0926/rpsl" qui s’intitule "Développement du système couplé IPSL et partage de données".  
     13 
     14Il nous semble également approprié de réaliser un DECK par an (soit un toutes les 3 versions du modèle). Un DECK requiert un supplément d'environ 1000 années de simulations (500 ans de piControl, 150 ans de abrupt4co2, 150 ans de 1pctco2, 165 ans de historical et 35 ans d'AMIP).  
     15 
     16Cela fait donc un total de 7000 années de simulation IPSL-CM6 par an, soit 14 millions d'heures équivalent curie en résolution LR, et 52 millions d'heures en résolution MR. On envisage aussi 100 années de simulations en HR d'ici à 2021, soit 30 millions d'heures. 
     17 
     18Certaines expériences liées à CMIP6 nécessitent en outre une réactualisation régulière des expériences. Un des volets du protocole est lié aux expériences de prévision décennnale (DCPP), il implique ainsi de répéter les expériences de prévision chaque année. Il s'agit de tirer partie de l'année écoulée pour pouvoir actualiser les conditions initiales des prévisions, et donc reculer d'une année l'échéance de prévision. Le protocole DCPP devient donc plus continu. Cela implique 10 simulations de 10 ans à produire chaque année, soit 100 ans / année. Cependant, selon le type d'anomalies climatiques détectées dans les prochaines années, le protocole d'initialisation développé dans le cadre de CMIP6 au vu des anomalies moyennes des 60 dernières années pourrait nécessité d'être revu, et ce afin d'optimiser en continu les prévisions futures. Cela impliquera une nouvelle simulation de construction des états initiaux (60 années) et une nouvelle série de prévisions rétrospectives (30 dates de prévision * 5 membres * 10 ans = 1500 années de simulations), indispensables pour débiaiser la prévision future. A cause de ce coût, cette réévaluation de la procédure d'initialisation des prévision ne sera envisagée qu'une fois au cours des 3 prochaines années 
     19L'aspect semi-opérationnel du volet B du "Decadal Climate Prediction Project" implique donc 1500 + 60 + 100*3 = 1860 années de simulations à répartir sur les 3 prochaines années (soit 100, 100 et 1660 années en 2019-2020-2021, correspondant à 0,2, 0,2 et 3,3 millions d'heures en résolution LR).  
     20 
     21En parallèle du développement des versions successives du modèle IPSL-CM6, la régionalisation des simulations CMIP5/CMIP6 se poursuit dans le cadre de Copernicus. Cela correspond à xxx simulations de xxx années à la résolution xxx, soit 5 millions d'heures équivalent curie par an. 
     22=== Allocation pluri-annuelle dédiée fin 2018-2019-2020-2021 ===  
     23 
     24Sauf mention contraire, toutes les heures sont des heures équivalent curie. La conversion en heures curie-2 n'est pas encore connue pour les modèles IPSL-CM6 et WRF mais on peut utiliser un facteur 2 pour obtenir une première estimation. 
     25 
     26Dans le cadre de l'infrastructure CLIMERI-France, nous avons besoin d'une allocation pluri-annuelle offrant la visibilité requise et permettant de réaliser :  
     27 
     28 * 7000 années IPSL-CM6 par an, soit 14 millions d'heures pour le LR et 52 millions pour le MR 
     29 * 1860 années IPSL-CM6-LR réparties sur 3 ans (2019-2021) pour la prévision décennale 
     30 * des simulations "opérationnelles" CORDEX-Europe, pour 5 millions heures.   
     31 
     32Nous demandons donc sur la machine curie-2 une allocation dédiée de :  
     33 
     34 * 4 millions d'heures pour le dernier trimestre 2018 (trusting, 1/4 du LR)  
     35 * 38 millions d'heures pour 2019 (trusting, 1/2 LR + 1/2 MR, décennal en LR, CORDEX)  
     36 * 57 millions d'heures pour 2020 (trusting, MR, décennal en LR, CORDEX)  
     37 * 91 millions d'heures pour 2021 (trusting, MR, réinitialisation du décennal en LR, CORDEX, HR)  
     38 
     39soit 2, 19, 29 et 46 millions d'heures curie-2.  
     40 
     41En parallèle, nous chiffrons des besoins de stockage de l'ordre de  
     42 * xxx Po  
     43=== Simulations hors allocation multi-annuelle dédiée faisant l'objet de demandes DARI ou PRACE ===  
     44 
     45L'allocation dédiée évoquée ci-dessus n'a pas vocation à couvrir tous les besoins de l'IPSL. Les activités suivantes doivent continuer à faire l'objet de demandes DARI ou PRACE:  
     46 
     47 * Développement des composantes  
     48 * Projets scientifiques  
     49 * Run démo à très haute résolution 
     50 * ...  
     51 
     52Nous savons d'expérience que les besoins en calcul évoluent par pallier à chaque projet CMIP, ce qui nous permet d'anticiper des besoins totaux de l'ordre de 100 millions d'heures équivalent curie à compter de 2019 qui viendront compléter la demande d'allocation dédiée (soit des demandes agrégées de l'ordre de xx millions d'heures pour DARI et PRACE au niveau de l'activité climat de l'IPSL). 
    553 
    654== Modifications == 
    … …  
    65113 
    66114Thomas 
    67 == Argumentaire pour une allocation dédiée pour fin 2018-2019-2020-2021 == 
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    69 Les projets CMIP5 et CMIP6 ont chacun généré une intense activité de développement du modèle de climat de l'IPSL suivie d'une période de production de simulations de référence. Il y a en effet nécessité de concentrer l'essentiel de la production CMIP sur une période bornée dans le temps de manière à suivre le calendrier international et à réaliser un ensemble complet de simulations climatiques avec une version donnée du modèle (DECK et MIPs en ce qui concerne CMIP6). Par contre, avoir des périodes de développement de modèle trop concentrées dans le temps n'apparaît pas comme un mode de fonctionnement idéal. Cela génère des risques par rapport au calendrier international, une absence de recul sur certains choix effectués, et du stress pour les équipes travaillant sur le modèle. Il nous semble plus approprié de garder un fond d'activité de développement de modèle entre deux projets CMIP de manière à lisser dans le temps l'évolution du modèle de climat (qui ne doit pas être seulement vu comme la juxtaposition de ses composantes atmosphérique, océanique, et continentale). De plus, il est important de pouvoir documenter les évolutions du modèle et attribuer ses changements de propriétés à des changements de paramétrisations ou de résolution. Cette vision est aussi celle du Working Group on Climate Modelling qui a conçu les expériences de référence du DECK de manière à ce qu'elles puissent être menées régulièrement (Eyring et al., 2016) :  
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    71 ''The persistence and consistency of the DECK will make it possible to track changes in performance and response characteristics over future generations of models and CMIP phases. Although the set of DECK experiments is not expected to evolve much, additional experiments may become enough well established as benchmarks (routinely run by modelling groups as they develop new model versions) so that in the future they might be migrated into the DECK. The common practice of including the DECK in model development efforts means that models can contribute to CMIP without carrying out additional computationally burdensome 
    72 experiments. All of the DECK and the historical simulations were included in the core set of experiments performed under CMIP5 (Taylor et al., 2012), and all but the abrupt-4×CO2 simulation were included in even earlier CMIP phases.''  
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    74 Nous envisageons à l'issu du projet CMIP6 de développer 3 versions du modèle IPSL-CM par an de manière à intégrer les développements effectués à tour de rôle par les composantes, comme le CO2 atmosphérique interactif, le cycle de l'azote, le changement de coeur dynamique (DYNAMICO en lieu de l'ancienne dynamique atmosphérique), etc... Nous savons par expérience qu'une nouvelle version coûte en moyenne environ 2000 années de simulations (par ex. 20 tests techniques de 1 an, 9 tests atmosphériques de 20 ans, 9 tests couplés de 100 ans, et 2 tests couplés de 200 ans pour ajuster un certain nombre de paramètres atmosphériques et océaniques et un spin-up de 500 ans). Plusieurs tests longs sont nécessaires car certaines propriétés émergentes du système (THC, biais de l'océan profond) mettent longtemps à se manifester. Les tests techniques englobent ce qui était fait historiquement dans le projet "gen0926/rpsl" qui s’intitule "Développement du système couplé IPSL et partage de données".  
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    76 Il nous semble également approprié de réaliser un DECK par an (soit un toutes les 3 versions du modèle). Un DECK requiert un supplément d'environ 1000 années de simulations (500 ans de piControl, 150 ans de abrupt4co2, 150 ans de 1pctco2, 165 ans de historical et 35 ans d'AMIP).  
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    78 Cela fait donc un total de 7000 années de simulation IPSL-CM6 par an, soit 14 millions d'heures équivalent curie en résolution LR, et 52 millions d'heures en résolution MR. On envisage aussi 100 années de simulations en HR d'ici à 2021, soit 30 millions d'heures. 
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    80 Certaines expériences liées à CMIP6 nécessitent en outre une réactualisation régulière des expériences. Un des volets du protocole est lié aux expériences de prévision décennnale (DCPP), il implique ainsi de répéter les expériences de prévision chaque année. Il s'agit de tirer partie de l'année écoulée pour pouvoir actualiser les conditions initiales des prévisions, et donc reculer d'une année l'échéance de prévision. Le protocole DCPP devient donc plus continu. Cela implique 10 simulations de 10 ans à produire chaque année, soit 100 ans / année. Cependant, selon le type d'anomalies climatiques détectées dans les prochaines années, le protocole d'initialisation développé dans le cadre de CMIP6 au vu des anomalies moyennes des 60 dernières années pourrait nécessité d'être revu, et ce afin d'optimiser en continu les prévisions futures. Cela impliquera une nouvelle simulation de construction des états initiaux (60 années) et une nouvelle série de prévisions rétrospectives (30 dates de prévision * 5 membres * 10 ans = 1500 années de simulations), indispensables pour débiaiser la prévision future. A cause de ce coût, cette réévaluation de la procédure d'initialisation des prévision ne sera envisagée qu'une fois au cours des 3 prochaines années 
    81 L'aspect semi-opérationnel du volet B du "Decadal Climate Prediction Project" implique donc 1500 + 60 + 100*3 = 1860 années de simulations à répartir sur les 3 prochaines années (soit 100, 100 et 1660 années en 2019-2020-2021, correspondant à 0,2, 0,2 et 3,3 millions d'heures en résolution LR).  
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    83 En parallèle du développement des versions successives du modèle IPSL-CM6, la régionalisation des simulations CMIP5/CMIP6 se poursuit dans le cadre de Copernicus. Cela correspond à xxx simulations de xxx années à la résolution xxx, soit 5 millions d'heures équivalent curie par an. 
    84 === Allocation pluri-annuelle dédiée fin 2018-2019-2020-2021 ===  
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    86 Sauf mention contraire, toutes les heures sont des heures équivalent curie. La conversion en heures curie-2 n'est pas encore connue pour les modèles IPSL-CM6 et WRF mais on peut utiliser un facteur 2 pour obtenir une première estimation. 
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    88 Dans le cadre de l'infrastructure CLIMERI-France, nous avons besoin d'une allocation pluri-annuelle offrant la visibilité requise et permettant de réaliser :  
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    90  * 7000 années IPSL-CM6 par an, soit 14 millions d'heures pour le LR et 52 millions pour le MR 
    91  * 1860 années IPSL-CM6-LR réparties sur 3 ans (2019-2021) pour la prévision décennale 
    92  * des simulations "opérationnelles" CORDEX-Europe, pour 5 millions heures.   
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    94 Nous demandons donc sur la machine curie-2 une allocation dédiée de :  
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    96  * 4 millions d'heures pour le dernier trimestre 2018 (trusting, 1/4 du LR)  
    97  * 38 millions d'heures pour 2019 (trusting, 1/2 LR + 1/2 MR, décennal en LR, CORDEX)  
    98  * 57 millions d'heures pour 2020 (trusting, MR, décennal en LR, CORDEX)  
    99  * 91 millions d'heures pour 2021 (trusting, MR, réinitialisation du décennal en LR, CORDEX, HR)  
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    101 soit 2, 19, 29 et 46 millions d'heures curie-2.  
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    103 En parallèle, nous chiffrons des besoins de stockage de l'ordre de  
    104  * xxx Po  
    105 === Simulations hors allocation multi-annuelle dédiée faisant l'objet de demandes DARI ou PRACE ===  
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    107 L'allocation dédiée évoquée ci-dessus n'a pas vocation à couvrir tous les besoins de l'IPSL. Les activités suivantes doivent continuer à faire l'objet de demandes DARI ou PRACE:  
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    109  * Développement des composantes  
    110  * Projets scientifiques  
    111  * Run démo à très haute résolution 
    112  * ...  
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    114 Nous savons d'expérience que les besoins en calcul évoluent par pallier à chaque projet CMIP, ce qui nous permet d'anticiper des besoins totaux de l'ordre de 100 millions d'heures équivalent curie à compter de 2019 qui viendront compléter la demande d'allocation dédiée (soit des demandes agrégées de l'ordre de xx millions d'heures pour DARI et PRACE au niveau de l'activité climat de l'IPSL). 
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    115116== Demandes d'heures A3 : date limite 5 septembre 2017 == 
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