近幾年來隨著多核計算技術的發(fā)展，基于多核處理器的集群系統(tǒng)逐漸成為高性能計算機市場主流架構。高性能計算機的計算核數不斷增加，同時計算性能保持一定的年增長速度增長。作為高性能計算的重要應用，氣象數值模式預報準確率的提高很大程度上得益于分辨率的提高，使得模式能夠模擬更加真實的物理動力過程。但模式分辨率的提高意味著計算量的成倍增長。為適應目前既有分布又有共享內存的硬件體系架構以及解決分辨率提高帶來的計算量增長問題，可以使用MPI+OpenMP混合編程模型，實現集群節(jié)點間和節(jié)點內兩級并行，利用消息傳遞與共享并行處理兩種編程方式優(yōu)點，MPI用于結點間通信，OpenMP用于結點內并行計算，提高模式的并行度。 本文采用MPI+OpenMP混合并行模型，使用區(qū)域分解并行和循環(huán)并行兩種方法，對GRAPES全球模式進行混合并行方案設計和優(yōu)化。具體混合并行原則是對于計算量均勻分布，同時線程安全的格點計算使用tile并行，tile并行使用一維緯向tile劃分。對于計算量不均勻的格點計算、程序內部線程不安全或存在MPI通信以及有負載平衡問題的物理過程，則選擇循環(huán)并行方法。 本文分別使用分辨率為1°和0.25°的數...

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1SMP集群簡單示意圖

圖1.1SMP集群簡單示意圖

圖1.2TOP500性能增長曲線-2013年（引自http://www.top500.org/statistics/perfdevel/）

圖1.1SMP集群簡單示意圖

圖1.3TOP500計算機計算核數情況-2013年11月發(fā)布

圖1.3TOP500計算機計算核數情況-2013年11月發(fā)布（引自http://www.top500.org/statistics/efficiency-power-cores/）高性能計算機發(fā)展限制除了CPU性能提升問題外，功耗也是一大問題。為了解問題，硬件廠....

圖1.4TeslaC1060架構和流多處理器結構

圖1.4TeslaC1060架構和流多處理器結構tel公司于2012年推出MIC架構產品。MIC使用和GPGPU一IC芯片上有幾十個基于精簡的x86指令集的核心，這意味著IC設備上運行（圖1.5）。MIC的核心可以超線程，每個核心

本文編號：3890403