格點QCD（Lattice quantum chromodynamics）是用格點量子場論研究量子色動力學（quantum chromodynamics）的一種主流非微擾理論計算方法。它通過將場變量定義在四維網格中并進行數(shù)值模擬計算,測量由夸克與膠子構成的物理量。格點QCD數(shù)值模擬計算對網格中每個點進行迭代計算,來求解關鍵量:四維網格中夸克的傳播振幅。格點QCD數(shù)值模擬計算屬于高性能計算,其性能熱點為dslash計算。四維空間中的點在dslash計算中要進行頻繁的通信與計算,因此格點QCD數(shù)值模擬計算需要大量計算資源,通常在大規(guī)模超級計算機上進行。國產超算平臺“神威·太湖之光”是世界上首臺峰值性能超過100PFlops的超級計算機,已有許多高性能應用在神威平臺上進行了移植優(yōu)化并取得了很好的效果,并連續(xù)兩年奪得高性能應用領域杰出獎項——戈登貝爾獎。由于神威平臺片上異構設備異于常用的x86同構處理器或GPU異構加速卡,現(xiàn)有的格點QCD數(shù)值模擬計算程序無法直接在神威平臺的從核陣列中使用。本文首次在神威平臺中實現(xiàn)并優(yōu)化了格點QCD數(shù)值模擬計算。本文重點從格點QCD數(shù)值模擬計算在“神威·太湖之光... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?２０１８年６月超算榜單??

?第２章相關技術??圖如圖２．２所示：??Ｍ？ｉＢ?Ｍｅｍｏｒｙ?．Ｍａｉｎ?ＳＵｍｏｒｙ??．?Ｉ?，?．?？?？?．Ｊ?二?＾??ｉ１?ｊ?ｕｍｍｍ??：１?１?—?１??ｍ，，Ｌｍ?１?；?…丄…Ｉ?：?Ｐ＇????Ｊ?；Ｔｒ￣－＇；；＾?：：＇：｜＿ｐ；．ｑ??ＭＦＥ?…二二?ＭＰＥ?／?（Ｒ７，Ｃ〇）Ｍ?（Ｒ７，ＣＩ＞?＾?（Ｒ７，Ｃ２）?ｉ－?？?－?（Ｒ７，Ｃ７）?＞－？??ＣＰＥ?ｃｉｕｓｉｅｒ?ＣＰＥ?ｃａｓｔｅｒ?／??（…、［：觀湘?＜?（．ｉ?叫１湘?／?：?：?：?￣Ｔ＂??？？?ｒ——ｆ?ｆ—?ｆ??？??１?Ｖ??＇Ｊ：：：；１＇?：：?????／?（Ｒ２，Ｃ０）?（Ｒ２，Ｃ�。�?（Ｒ２，Ｃ２）ｍ?－?？?？?（Ｒ２，Ｃ７）?ｒ??ＳＩ?—?－?Ｎｏ＜?？？?＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿?＇?■?一．??￥??■?／?Ｆ＾＼＇?ｒ＾ｓ??＊????／?（ＲＭＴＯ）?１?（Ｒ１，ＣＵ?？?（Ｒ１，Ｃ２＞、．?？?？（Ｒ１，Ｃ７）??—Ｌ＿＿?＿＿?ｌ—１?Ｌ—Ｊ??ＣＰＥ?ｃｌ？ｉ＊ｔｅｒ?ＣＰＥ?ｃｌｏｓｌｅｒ??ＭＦＥ?Ｈ－ｆｌｆｆｆｔｉ?ＭＰＣ?ＨｔｔｔＨ？十?１??Ｌ＾ｒｔｔｔｎ?＾ｒｔｒｔ…ｔ；?（Ｒ〇

主核負責計算、通信或Ｉ／Ｏ等操作；主從動態(tài)并行模式是針對任務并行程序，??由主核對任務進行調度，從核負責任務計算并回寫計算結果。四種主從計算模式??如圖２．３所示：??￣￣ｍａｉｎ（ｔ?ｍａｉｎ（）￣??核心段Ａ?亡閑?核心段Ａ?空閑??（計算／通?ＩＳ／ＩＯ）?（計?Ｋ／ｉｉｆｔ／ｒｏ）??加速核心Ｋｂ到從核??２閑?＝；）?核心段“協(xié)麵??執(zhí)行完畢返回??核心段Ｃ?空閑?核心段Ｃ?空閑??（計算／通倍／｜〇＞?Ｉ?（計算／通館／丨〇＞?Ｉ??主從加速并行?主從協(xié)同并彳??主核?從核?主核?從檳??￣ｍａｉｎ（）?ｍａｉｎ（｝￣??…？?Ｉ??（計算／▲館／｜〇〉?空閑?）??加■心段Ｂ到從棧??計一?Ｓ?ｓ?？�。�??核心段ｃ?空閑??撕薄／通倍／？〇＞：，??主核’主從異步并行從核?挪?主從動態(tài)并ｇ核???圖２．３主從計算四種模式示意圖??１４??

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]基于申威眾核處理器的混合并行遺傳算法[J]. 趙瑞祥,鄭凱,劉垚,王肅,劉艷,沈煥學,周謙豪.  計算機應用. 2017(09)
[3]基于神威太湖之光的NAMD軟件的移植與優(yōu)化[J]. 姚文軍,陳俊仕,蘇志超,余洋,廖陳志,安虹.  計算機工程與科學. 2017(06)
[4]面向神威·太湖之光的PETSc可擴展異構并行算法及其性能優(yōu)化[J]. 洪文杰,李肯立,全哲,陽王東,李克勤,郝子宇,謝向輝.  計算機學報. 2017(09)
[5]面向SIMD向量化的循環(huán)優(yōu)化技術研究[J]. 高偉,徐金龍,孫回回,李敏.  信息工程大學學報. 2016(04)
[6]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)
[7]一種面向高性能計算的自主眾核處理器結構[J]. 鄭方,許勇,李宏亮,謝向輝,陳左寧.  中國科學:信息科學. 2015(04)
[8]面向高性能計算的眾核處理器結構級高能效技術[J]. 鄭方,張昆,鄔貴明,高紅光,唐勇,呂暉,過鋒,李宏亮,謝向輝,陳左寧.  計算機學報. 2014(10)
[9]面向異構眾核從核的數(shù)學函數(shù)庫訪存優(yōu)化方法[J]. 許瑾晨,郭紹忠,黃永忠,王磊.  計算機科學. 2014(06)
[10]生物大分子的分子動力學模擬過程在百萬億次集群上的部署優(yōu)化[J]. 潘龍強,耿存亮,慕宇光,劉鑫,胡毅,潘景山,周亞濱,龔斌,王祿山.  山東大學學報(理學版). 2012(07)

碩士論文
[1]HPCG在多核/眾核平臺上的實現(xiàn)與優(yōu)化[D]. 廖陳志.中國科學技術大學 2018
[2]神威·太湖之光上數(shù)據(jù)流編程模型的設計與實現(xiàn)[D]. 蘇志超.中國科學技術大學 2018
[3]面向申威眾核架構的GROMACS并行實現(xiàn)與性能優(yōu)化[D]. 余洋.中國科學技術大學 2018



本文編號：3420319