计算机工程与科学

作者：丁哲昭, 储根深, 胡长军, 李扬

单位： 北京科技大学计算机与通信工程学院，北京 100083

关键词：并行计算,异构众核,圣维南方程,数值模拟,

基金：国家重点研发计划(2017YFB0203100)

圣维南方程组可用于描述明渠非恒定流的汇流过程，在大规模水文模拟软件中，求该方程组的数值解是制约程序运行时间的最大瓶颈。通过分析串行程序结构及其计算热点，挖掘计算密集型程序中单步模拟循环计算段和指令排列等的可并行性，针对“神威·太湖之光”超级计算机的异构众核架构设计主从核异步并行方案，基于MPI和athread库对求解程序进行移植、并行和加速，采用SIMD技术将从核计算段向量化，使用双缓冲等策略对通信瓶颈进行优化。测试表明，计算热点函数的性能较优化前平均可提高3倍以上，在百万控制单元规模内，众核级优化后的并行程序加速比可保持近线性增长，在神威多结点上具有很好的可扩展性。

来源：2021年第5期

《计算机工程与科学》期刊编辑部

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