高精度CFD程序的内外子区域划分异构并行算法

• 作者: 徐传福 王巍 车永刚
• 来源期刊: 国防科技大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 高精度CFD程序 四阶龙格-库塔法 异构并行算法 内外子区域划分 性能分析
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 专题:高性能计算
• 页码范围: 31-40
• 页数: 10页
• 分类号: TN95
• 字数: 9057字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11887/j.cn.202002004

摘要

对计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)程序CNS提出一种Offload模式下对任务内外子区域划分的异构并行算法,结合结构化网格下有限差分计算和四阶龙格-库塔方法的特点,引入ghost网格点区域,设计了一种ghost区域收缩计算策略,显著降低了异构计算资源之间的数据传输开销,负载均衡时CPU端的计算与MPI通信完全和加速器端的计算重叠,提高了异构协同并行性.推导了保证计算正确性的ghost区域的参数,分析了负载均衡的条件.在"CPU(Intel Haswell Xeon E5-267012 cores×2)+加速器(Xeon Phi 7120A×2)"的服务器上测得该算法较直接将任务子块整体迁至加速器端计算的异构算法性能平均提升至5.9倍,较MPI/OpenMP两级并行算法使用24个纯CPU核的性能,该算法使用单加速器时加速至1.27倍,使用双加速器加速至1.45倍.讨论和分析了性能瓶颈与存在的问题.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	徐传福	国防科技大学计算机学院量子信息研究所兼高性能计算国家重点实验室	11	129	5.0	11.0
2	车永刚	国防科技大学计算机学院量子信息研究所兼高性能计算国家重点实验室	18	52	5.0	6.0
3	王巍	国防科技大学计算机学院量子信息研究所兼高性能计算国家重点实验室	9	79	6.0	8.0