大規(guī)�？茖W與工程計算應用對計算需求的不斷增長,推動著高性能計算機系統(tǒng)計算能力邁向E級。未來E級系統(tǒng)在提供巨大計算能力的同時,也將給傳統(tǒng)數(shù)值并行算法帶來巨大挑戰(zhàn)和機遇。NKS（Newton-Krylov-Schwarz）算法作為求解大規(guī)模非線性方程組的求解器,在并行計算領(lǐng)域具有廣泛應用。面向未來的E級系統(tǒng),NKS算法將會產(chǎn)生全局通信瓶頸和無法充分利用異構(gòu)眾核架構(gòu)并行性等問題,這對算法性能和可擴展性造成巨大影響�；谶@一問題,研究了面向眾核系統(tǒng)的塊Gauss-Seidel/Jacobi預條件子空間迭代法,主要包括以下三個方面:1、針對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)點的情況下產(chǎn)生的全局通信瓶頸。在此基礎(chǔ)上,提出并實現(xiàn)了對PETSc高性能計算工具箱中GMRES、Chebyshev、Richardson、TCQMR四種Krylov子空間算法中包含的向量內(nèi)積、范數(shù)和標準化步驟進行非阻塞式通信優(yōu)化策略。在天河二號超級計算機平臺上對MPI_Allreduce和MPI

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.14個處理器上運行GMRES的通信過程示意圖

圖2.14個處理器上運行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KSMs算法中的三個核心模塊（即SpMV，向量內(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，以達到定量分....

圖2.2阻塞發(fā)送和阻塞接收過程示意圖

國防科技大學研究生院專業(yè)學位碩士學位論文3.1非阻塞通信標準說明非阻塞通信之前，首先需要簡單介紹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)與拓撲

圖2.4THExpress-2互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與拓撲2性能結(jié)果MPI標準中的MPI_Allreduce和MPI_Iallreduce接口，在天河二上測試得到的數(shù)據(jù)如圖2.5。其中，采用的MPI實現(xiàn)為MPICH傳輸?shù)?...

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