有限差分算法一直都是偏微分求解過(guò)程中的核心求解方法,但是在面對(duì)大規(guī)模科學(xué)計(jì)算應(yīng)用時(shí),普通處理器的計(jì)算效率難以滿足應(yīng)用的需求。“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算系統(tǒng),是世界上第一個(gè)性能超過(guò)100Pflop/s的超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),內(nèi)部集成了40960個(gè)申威26010異構(gòu)眾核處理器。申威26010異構(gòu)眾核處理器具有獨(dú)特的系統(tǒng)架構(gòu)。目前,針對(duì)有限差分算法的計(jì)算,還沒有一種優(yōu)化方案可以完全發(fā)揮申威26010異構(gòu)眾核處理器高超的計(jì)算性能。為了提高有限差分法求解的效率,本文基于“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),針對(duì)地震波正演模擬與通用地球系統(tǒng)模式中以有限差分法為核心計(jì)算函數(shù),存在并行效率過(guò)低的問題,設(shè)計(jì)出了多種多級(jí)異構(gòu)并行優(yōu)化方案。本文根據(jù)申威26010異構(gòu)處理器的架構(gòu)特點(diǎn),分析“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)在處理有限差分算法相關(guān)的密集型算法時(shí)的主要性能瓶頸。研究了基于“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)上的有限差分方法的多級(jí)并行優(yōu)化。針對(duì)并行過(guò)程中出呈現(xiàn)的MPI消息傳遞效率低、處理器帶寬造成通信效率低下、處理大規(guī)模數(shù)據(jù)LDM空間無(wú)法滿足計(jì)算需求等問題,研究了MPI、Sunway Athread、SIMD向量化等并... 

【文章來(lái)源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

三維差分方程錯(cuò)網(wǎng)格示意圖

異步掩蓋操作時(shí)鐘周期

逆掩推覆體構(gòu)造模型

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]面向神威·太湖之光的國(guó)產(chǎn)異構(gòu)眾核處理器OpenCL編譯系統(tǒng)[J]. 伍明川,黃磊,劉穎,何先波,馮曉兵.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2018(10)
[4]The Sunway Taihu Light supercomputer:system and applications[J]. Haohuan FU,Junfeng LIAO,Jinzhe YANG,Lanning WANG,Zhenya SONG,Xiaomeng HUANG,Chao YANG,Wei XUE,Fangfang LIU,Fangli QIAO,Wei ZHAO,Xunqiang YIN,Chaofeng HOU,Chenglong ZHANG,Wei GE,Jian ZHANG,Yangang WANG,Chunbo ZHOU,Guangwen YANG.  Science China（Information Sciences）. 2016(07)
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博士論文
[1]基于申威眾核架構(gòu)的啟發(fā)式算法的異構(gòu)并行研究[D]. 劉垚.華東師范大學(xué) 2019

碩士論文
[1]面向申威眾核架構(gòu)的GROMACS并行實(shí)現(xiàn)與性能優(yōu)化[D]. 余洋.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[2]面向國(guó)產(chǎn)SW26010眾核處理器的科學(xué)計(jì)算核心深度優(yōu)化研究[D]. 許志耿.上海交通大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3222730