本文選題：千萬億次計算 + 無網(wǎng)格/粒子模擬　； 參考：《計算機研究與發(fā)展》2015年04期

【摘要】：在千萬億次計算能力的驅(qū)動下,數(shù)值軟件的發(fā)展進入了一個以海量并行為基本特征的歷史轉(zhuǎn)折期,可擴展和可容錯成為大規(guī)模數(shù)值模擬的兩大關鍵技術.petaPar模擬程序是以對傳統(tǒng)數(shù)值技術形成優(yōu)勢互補的無網(wǎng)格類方法為切入點,面向千萬億次級計算而開發(fā)的下一代新興通用數(shù)值模擬程序.petaPar在統(tǒng)一架構下實現(xiàn)了光滑粒子動力學(smoothed particle hydrodynamics,SPH)和物質(zhì)點法(material point method,MPM)兩種最為成熟和有效的無網(wǎng)格/粒子算法,支持多種強度、失效模型和狀態(tài)方程;其中MPM支持改進的接觸算法,可以處理上百萬離散物體的非連續(xù)變形和相互作用計算.系統(tǒng)具有以下特點:1)高可擴展.實現(xiàn)單核單Patch極端情形下計算和通信的完全重疊,支持動態(tài)負載均衡;2)可容錯.支持無人值守變進程重啟動,在系統(tǒng)硬件出現(xiàn)局部熱故障時可以不中止計算;3)適應硬件體系結構異構架構的變化趨勢,同時支持flat MPI和MPI+Pthreads并行模型.程序在Titan千萬億次超級計算機上進行了全系統(tǒng)規(guī)模的可擴展性測試,結果表明該代碼可線性擴展到26萬個CPU核,SPH和MPM的并行效率分別為100%和96%.
[Abstract]:Driven by the power of thousands of calculations, the development of numerical software has entered a historical turning point characterized by massive parallelism. Extensible and fault-tolerant are the two key techniques of large-scale numerical simulation. PetaPar simulation program is based on meshless class method, which is complementary to the traditional numerical technique. The next generation of general-purpose numerical simulation program. PetaPar, which is developed for thousands of billions of secondary computations, implements two of the most mature and effective meshless / particle free algorithms under the unified framework: smooth particle dynamics (smoothed particle) and material point method (material point method MPM). It supports a variety of strength failure models and equations of state in which MPM supports an improved contact algorithm which can deal with discontinuous deformation and interaction calculations of millions of discrete objects. The system has the following characteristics: 1) highly extensible. In the extreme case of single core Patch, the computation and communication are completely overlapped, and dynamic load balancing is supported. It supports restarting of unattended process, and can not stop computing in case of local thermal failure of system hardware. It adapts to the trend of heterogeneous architecture of hardware architecture, and supports flat MPI and MPI Pthreads parallel model at the same time. The program is tested on Titan thousand trillion supercomputers on a system-wide scale. The results show that the code can be linearly extended to 260000 CPUs. The parallel efficiency of SPH and MPM are 100% and 96% respectively.
【作者單位】： 中國科學院計算技術研究所高性能計算機研究中心;中國科學院大學;
【基金】：國家自然科學基金項目(11072241,11111140020,91130026) 橡樹嶺國家實驗室/美國國家計算科學中心主任基金項目(MAT028)
【分類號】：TP302.8

【參考文獻】

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【共引文獻】

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【二級參考文獻】

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【相似文獻】

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本文編號：2079839