發(fā)布時(shí)間：2025-02-08 18:52

　　大規(guī)模科學(xué)與工程計(jì)算應(yīng)用對(duì)計(jì)算需求的不斷增長(zhǎng),推動(dòng)著高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算能力邁向E級(jí)。未來(lái)E級(jí)系統(tǒng)在提供巨大計(jì)算能力的同時(shí),也將給傳統(tǒng)數(shù)值并行算法帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)和機(jī)遇。NKS（Newton-Krylov-Schwarz）算法作為求解大規(guī)模非線性方程組的求解器,在并行計(jì)算領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。面向未來(lái)的E級(jí)系統(tǒng),NKS算法將會(huì)產(chǎn)生全局通信瓶頸和無(wú)法充分利用異構(gòu)眾核架構(gòu)并行性等問題,這對(duì)算法性能和可擴(kuò)展性造成巨大影響�；谶@一問題,研究了面向眾核系統(tǒng)的塊Gauss-Seidel/Jacobi預(yù)條件子空間迭代法,主要包括以下三個(gè)方面:1、針對(duì)Krylov子空間迭代法中存在的全局通信瓶頸,基于LogP模型建立了一套全新的算法性能模型,該模型定量分析得出了Krylov子空間迭代法在大規(guī)模節(jié)點(diǎn)的情況下產(chǎn)生的全局通信瓶頸。在此基礎(chǔ)上,提出并實(shí)現(xiàn)了對(duì)PETSc高性能計(jì)算工具箱中GMRES、Chebyshev、Richardson、TCQMR四種Krylov子空間算法中包含的向量?jī)?nèi)積、范數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化步驟進(jìn)行非阻塞式通信優(yōu)化策略。在天河二號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)平臺(tái)上對(duì)MPI_Allreduce和MPI

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.14個(gè)處理器上運(yùn)行GMRES的通信過程示意圖

圖2.14個(gè)處理器上運(yùn)行GMRES的通信過程示意圖2.2Krylov子空間迭代法的性能建模2.2.1基于LogP模型的性能建模針對(duì)KSMs算法中的三個(gè)核心模塊（即SpMV，向量?jī)?nèi)積和向量更新操作），考慮建立一套基于LogP模型的性能模型，以達(dá)到定量分....

圖2.2阻塞發(fā)送和阻塞接收過程示意圖

國(guó)防科技大學(xué)研究生院專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文3.1非阻塞通信標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明非阻塞通信之前，首先需要簡(jiǎn)單介紹MPI中的阻塞通信。阻塞發(fā)送和阻塞接收，如圖2.2所示，在調(diào)用MPI中的阻塞通信并成功返需傳遞的消息已經(jīng)成功發(fā)出或接收，且緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)已經(jīng)傳遞完畢返回后，緩沖區(qū)可被釋放；....

圖2.3非阻塞發(fā)送和非阻塞接收過程示意圖

圖2.4THExpress-2互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與拓?fù)?br>
圖2.4THExpress-2互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與拓?fù)?性能結(jié)果MPI標(biāo)準(zhǔn)中的MPI_Allreduce和MPI_Iallreduce接口，在天河二上測(cè)試得到的數(shù)據(jù)如圖2.5。其中，采用的MPI實(shí)現(xiàn)為MPICH傳輸?shù)?...

本文編號(hào)：4031822