一种针对GPU上的油藏数值模拟的高效SpMV

• 作者: 冯春生 张晨松 李政
• 来源期刊: 数值计算与计算机应用
• 关键词: 稀疏矩阵向量乘法 GPU,BHYB 线程组并行策略
• 年，卷（期）: 2016,（4）
• 页码范围: 315-324
• 语种: 中文

摘要

油藏数值模拟和很多其他科学计算问题一样需要求解大型稀疏线性代数方程组.在求解稀疏线性代数方程组的迭代法中,稀疏矩阵向量乘法(SpMV)是影响计算效率的核心函数之一.随着计算机硬件架构异构化,科学计算从单核、多核CPU计算架构逐渐发展到多核CPU+众核加速卡(GPU卡或MIC等)的计算架构.SpMV的实现效率与稀疏矩阵的存储格式及硬件架构关系密切.本文针对油藏模拟中常见的Jacobian矩阵的稀疏模式,利用GPU核心的合并访问和并发计算等特点,结合油藏模拟线性解法器的算法要求,设计了一种BHYB矩阵存储格式及其对应的线程组并行策略.数值实验测得基于该存储格式的SpMV相对串行BCSR格式的SpMV的加速比可达19倍,比cuSPARSE库中效率最高的HYB格式的SpMV快30％到80％.此外,本文所提出的BHYB存储格式对块状矩阵在GPU上的存储以及线程组并行策略对其它GPU并行程序中内核函数的设计和优化能起到一定的借鉴作用.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	冯春生	湘潭大学数学与计算科学学院	11	31	3.0	5.0
3	李政		3	3	1.0	1.0
4	张晨松	中国科学院数学与系统科学研究院科学与工程计算国家重点实验室	2	2	1.0	1.0