發(fā)布時(shí)間：2018-12-26 11:55

【摘要】：海浪模式MASNUM(marine science and numerical modeling)是我國(guó)自主研發(fā)的海浪數(shù)值模式,該模式已廣泛應(yīng)用于我國(guó)海洋防災(zāi)減災(zāi)、海上交通運(yùn)輸、軍事活動(dòng)保障等方面的海浪預(yù)報(bào)中.隨著提升業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)精度和氣候研究需求的不斷增長(zhǎng),高分辨率成為海浪模式發(fā)展的必由之路.盡管高性能計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展為高分辨率數(shù)值模式提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力支持,但當(dāng)前很多并行數(shù)值模式效率還不高,無法獲得更高并行加速比,無法提高模式并行效率并縮短運(yùn)行墻鐘時(shí)間.結(jié)合現(xiàn)代高性能計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn),深入分析MASNUM模式的性能瓶頸,繼而有針對(duì)性地對(duì)其開展并行優(yōu)化,明顯地提升了通信性能、I/O性能和二維剖分負(fù)載平衡性,進(jìn)而提升了MASNUM模式整體并行效率和可擴(kuò)展規(guī)模.這里以串行性能為基準(zhǔn),當(dāng)擴(kuò)展規(guī)模達(dá)到960個(gè)CPU核時(shí),改進(jìn)后版本加速比可達(dá)431.5.該研究也為其他數(shù)值模式提供了一些可供借鑒的并行優(yōu)化策略.
[Abstract]:Ocean wave model (MASNUM (marine science and numerical modeling) is a numerical model developed by our country. It has been widely used in ocean wave prediction in marine disaster prevention and mitigation, maritime transportation, military activities guarantee and so on. With the increasing demand of operational forecast precision and climate research, high resolution becomes the only way to develop wave model. Although the rapid development of high performance computer provides powerful computing support for high resolution numerical model, many parallel numerical models are not efficient enough to obtain higher parallel speedup. Can not improve mode parallel efficiency and shorten wall clock time. Combined with the characteristics of modern high-performance computer architecture, the performance bottleneck of MASNUM mode is deeply analyzed, and then parallel optimization is carried out, which obviously improves the communication performance, I / O performance and load balancing. Furthermore, it improves the overall parallel efficiency and scalable scale of MASNUM mode. Based on the serial performance, the speedup of the improved version can reach 431.5 when the expansion scale reaches 960 CPU cores. This study also provides some parallel optimization strategies for other numerical models.
【作者單位】： 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系;地球系統(tǒng)數(shù)值模擬教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(清華大學(xué));海軍海洋水文氣象中心;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41275098) 國(guó)家“八六三”高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃基金項(xiàng)目(2013AA01A208)
【分類號(hào)】：O353.2;TP338.6

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2392098