CPU/GPU異構并行計算是當前高性能計算研究的重要趨勢，本文基于我國自主發(fā)展的WCNS高階精度格式多區(qū)結構網(wǎng)格外流場空氣動力學數(shù)值模擬實際應用背景，在國家超算長沙中心的“天河-1A”超級計算機系統(tǒng)上開展了典型CFD求解器的GPU并行計算和CPU/GPU協(xié)同并行計算的研究與實現(xiàn)。主要工作包括：1)對典型的顯式、隱式CFD求解方法的基本原理、算法流程、計算的數(shù)據(jù)依賴關系等進行了深入分析；歸納出數(shù)據(jù)獨立、弱數(shù)據(jù)依賴、強數(shù)據(jù)依賴和分支密集型等幾種類型的CFD計算過程，相應地提出了基于網(wǎng)格點并行和基于網(wǎng)格線并行的GPU并行計算方法。結合CFD計算特點以及GPU體系結構和編程模型特點，實現(xiàn)、優(yōu)化了顯式龍格-庫塔求解器和隱式雅可比迭代求解器的GPU并行計算，并用不同規(guī)模結構網(wǎng)格的真實算例對其性能進行了測試。結果表明：龍格-庫塔求解器和雅可比迭代求解器的GPU并行加速隨網(wǎng)格規(guī)模的增大而增大；在200萬規(guī)模的單區(qū)結構網(wǎng)格上，二者分別取得了4.62倍和8.85倍的加速比；雅可比迭代求解器具有較好的GPU并行計算適應性。2)面向當前多核CPU和眾核GPU高性能異構計算節(jié)點，結合CFD多區(qū)計算特點，對多區(qū)結... 

【文章來源】：國防科技大學湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

CPU與GPU的浮點性能對比

CPU 和 GPU 的訪存性能對比

于雅可比迭代是新引入的求解方法，故而本文先將雅可比迭代求解務程序中現(xiàn)有的點松弛求解器分別在 5 萬、200 萬和 7200 萬的網(wǎng)格進行迭代計算收斂性的對比驗證。從圖 3.3 的測試結果可以看出，二算例中的迭代計算收斂性保持一致，雅可比迭代求解器能夠很好地務程序的實際應用需求。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3474540