基于“神威·太湖之光”的区域海洋模式并行优化

基于“神威·太湖之光”的区域海洋模式并行优化

论文摘要

海洋模式作为地球数值模拟中重要的组成模块,在很多领域都起到了至关重要的作用,不仅是研究海洋、河口和海岸不可或缺的科研手段,基于海洋模式搭建的预报系统还能够实时预测台风、海啸等现象.为了模拟更细粒度的海洋变化,海洋模式朝着更高的分辨率和更多的物理参数化方案发展,一般的计算机已无法满足其需求.随着散热和功耗成为通用处理器的主要瓶颈,多核、众核以及由此导致的异构已成为下一代超级计算机的发展趋势,这也为发展高分辨率海洋模式提供了坚实的基础平台.基于国产超级计算机"神威·太湖之光",利用其异构众核体系结构的优势对普林斯顿海洋模式(Princeton ocean model, POM)进行移植和优化,从而充分发挥了国产异构众核平台的特点和优势.基于神威的高分辨率海洋模式swPOM(Sunway Princeton ocean model)在主从核协作下运行效率达到纯主核的13倍,是通用Intel平台的2.8倍左右,可扩展到25万核上运行,为实时预报系统提供了保障.

论文目录

  • 1 相关工作
  • 2 “神威·太湖之光”系统概述及POM性能分析
  •   2.1 “神威·太湖之光”
  •   2.2 区域海洋模式POM
  • 3 POM移植及性能分析
  • 4 面向异构众核处理器的并行优化方法
  •   4.1 主从协同计算方案
  •   4.2 从核访存优化方案
  •   4.3 主从核异步数据交互方案
  • 5 面向“神威·太湖之光”大规模并行优化方法
  •   5.1 并行通信优化方案
  •   5.2 并行I/O优化方案
  • 6 实验结果及分析
  •   6.1 面向异构众核处理器的并行优化方法结果分析
  •   6.2 面向“神威·太湖之光”大规模并行优化方法的结果分析
  •   6.3 与通用平台性能对比分析
  • 7 结束语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 吴琦,倪裕芳,黄小猛

    关键词: 普林斯顿海洋模式,高分辨率,神威太湖之光,异构,并行优化

    来源: 计算机研究与发展 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,基础科学

    专业: 海洋学

    单位: 地球系统数值模拟教育部重点实验室(清华大学地球系统科学系),国家超级计算无锡中心

    基金: 国家自然科学基金项目(41776010),国家重点研发计划项目(2016YFB0201100,2017YFC1502200,2018YFB0505000),青岛海洋科学与技术试点国家实验室基金项目(QNLM2016ORP0108)~~

    分类号: P74

    页码: 1556-1566

    总页数: 11

    文件大小: 1783K

    下载量: 154

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