检索结果-南通市图书馆

SW26010处理器上的并行结构化稀疏三角方程组求解器

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

软件学报 2022年第12期33卷 4452-4463页

作者：陈道琨刘芳芳杨超中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 北京大学数学科学学院北京100871

稀疏三角线性方程组求解(Sp TRSV)在科学与工程计算领域是比较重要的核心计算函数,其中基于结构化网格构造的线性方程组是Sp TRSV求解器经常遇到的一类问题.在国产神威?太湖之光超级计算机所配备的SW26010处理器上,Sp TRSV求解器通常需... 详细信息

稀疏三角线性方程组求解(Sp TRSV)在科学与工程计算领域是比较重要的核心计算函数,其中基于结构化网格构造的线性方程组是Sp TRSV求解器经常遇到的一类问题.在国产神威?太湖之光超级计算机所配备的SW26010处理器上,Sp TRSV求解器通常需要结合该平台的架构特点,通过搭建一定的数据路由体系来满足各工作线程对未知量数据的需求.面向与结构化网格相关的稀疏三角方程组问题,提出一套适用于SW26010处理器的并行求解器.该求解器在任务划分阶段将各线程的数据依赖模式限制在相对可控的范围之内,并在无数据路由的条件下解决线程的通信问题,不仅消除了数据路由带来的额外通信开销,而且适用的问题范围也不再受数据路由规则的制约.经测试,针对多种不同类型的结构化网格问题,提出的求解器框架的平均访存带宽利用率达88.2%,部分问题的访存带宽可达平台峰值带宽的94.5%(24.5 GB/s),整体性能相比现有工作有较为明显的提高.

关键词：稀疏三角线性方程求解(Sp TRSV) 结构化网格 SW26010处理器异构计算

面向GPU平台的并行结构化稀疏三角方程组求解器

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

软件学报 2023年第11期34卷 4941-4951页

作者：陈道琨杨超刘芳芳马文静中国科学院软件研究所、并行软件与计算科学实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 北京大学数学科学学院北京100871

稀疏三角线性方程组求解(SpTRSV)是预条件子部分的重要操作,其中结构化SpTRSV问题,在以迭代方法求解偏微分方程组的科学计算程序中,是一种较为常见的问题类型,而且通常是科学计算程序的需要解决的一个性能瓶颈.针对GPU平台,目前以CUSPA... 详细信息

稀疏三角线性方程组求解(SpTRSV)是预条件子部分的重要操作,其中结构化SpTRSV问题,在以迭代方法求解偏微分方程组的科学计算程序中,是一种较为常见的问题类型,而且通常是科学计算程序的需要解决的一个性能瓶颈.针对GPU平台,目前以CUSPARSE为代表的商用GPU数学库,采用分层调度(level-scheduling)方法并行化SpTRSV操作.该方法不仅预处理耗时较长,而且在处理结构化SpTRSV问题时会出现较为严重GPU线程闲置问题.针对结构化SpTRSV问题,提出一种面向结构化SpTRSV问题的并行算法.该算法利用结构化SpTRSV问题的特殊非零元分布规律进行任务划分,避免对输入问题的非零元结构进行预处理分析.并对现有分层调度方法的逐元素处理策略进行改进,在有效缓解GPU线程闲置问题的基础上,还隐藏了部分矩阵非零元素的访存延迟.还根据算法的任务划分特点,采用状态变量压缩技术,显著提高算法状态变量操作的缓存命中率.在此基础上,还结合谓词执行等GPU硬件特性,对算法实现进行全面的优化.所提算法在NVIDIA V100 GPU上的实测性能,相比CUSPARSE平均有2.71倍的加速效果,有效访存带宽最高可达225.2 GB/s.改进后的逐元素处理策略,配合针对GPU硬件的一系列调优手段,优化效果显著,将算法的有效访存带宽提高了约1.15倍.

关键词：稀疏三角线性方程组求解(SpTRSV) 模板计算结构化网格 GPU 异构并行算法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

申威1621处理器上矩阵乘法优化研究

软件学报 2023年第7期34卷 3451-3463页

作者：闫昊刘芳芳马文静陈道琨中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190

稠密矩阵乘法(GEMM)是很多科学与工程计算应用中大量使用的函数,也是很多代数函数库中的基础函数,其性能高低对整个应用往往有决定性的影响.另外,因其计算密集的特点,矩阵乘法效率往往也是体现硬件平台性能的重要指标.针对国产申威1621... 详细信息

稠密矩阵乘法(GEMM)是很多科学与工程计算应用中大量使用的函数,也是很多代数函数库中的基础函数,其性能高低对整个应用往往有决定性的影响.另外,因其计算密集的特点,矩阵乘法效率往往也是体现硬件平台性能的重要指标.针对国产申威1621处理器,对稠密矩阵乘法进行了系统性地优化.基于对各部分开销的分析,以及对体系结构特点与指令集的充分利用,对DGEMM函数从循环与分块方案,打包方式,核心计算函数实现,数据预取等方面进行了深入优化.此外,开发了代码生成器,为不同的输入参数生成不同版本的汇编代码和C语言代码,配合自动调优脚本,选取最佳参数.经过优化和调优,单线程DGEMM性能达到了单核浮点峰值性能的85%,16线程DGEMM性能达到16核浮点峰值性能的80%.对DGEMM函数的优化不仅提高了申威1621平台BLAS函数库性能,也为国产申威系列多核处理器上稠密数据计算优化提供了重要参考.

关键词：矩阵乘法缓存分块算法优化数据预取

面向SW26010-Pro的1、2级BLAS函数众核并行优化技术

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

软件学报 2023年第9期34卷 4421-4436页

作者：胡怡陈道琨杨超刘芳芳马文静尹万旺袁欣辉林蓉芬中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 北京大学数学科学学院北京100871 国家并行计算机工程技术研究中心北京100190

BLAS (basic linear algebra subprograms)是高性能扩展数学库的一个重要模块,广泛应用于科学与工程计算领域. BLAS 1级提供向量-向量运算, BLAS 2级提供矩阵-向量运算.针对国产SW26010-Pro众核处理器设计并实现了高性能BLAS 1、2级函数... 详细信息

BLAS (basic linear algebra subprograms)是高性能扩展数学库的一个重要模块,广泛应用于科学与工程计算领域. BLAS 1级提供向量-向量运算, BLAS 2级提供矩阵-向量运算.针对国产SW26010-Pro众核处理器设计并实现了高性能BLAS 1、2级函数.基于RMA通信机制设计了从核归约策略,提升了BLAS 1、2级若干函数的归约效率.针对TRSV、TPSV等存在数据依赖关系的函数,提出了一套高效并行算法,该算法通过点对点同步维持数据依赖关系,设计了适用于三角矩阵的高效任务映射机制,有效减少了从核点对点同步的次数,提高了函数的执行效率.通过自适应优化、向量压缩、数据复用等技术,进一步提升了BLAS 1、2级函数的访存带宽利用率.实验结果显示, BLAS 1级函数的访存带宽利用率最高可达95%,平均可达90%以上, BLAS 2级函数的访存带宽利用率最高可达98%,平均可达80%以上.与广泛使用的开源数学库GotoBLAS相比, BLAS 1、2级函数分别取得了平均18.78倍和25.96倍的加速效果. LU分解、QR分解以及对称特征值问题通过调用所提出的高性能BLAS 1、2级函数取得了平均10.99倍的加速效果.

关键词： BLAS 1级 BLAS 2级访存带宽 SW26010-Pro众核处理器 RMA通信点对点同步自适应优化

面向新一代神威超级计算机平台的大气动力学问题全隐式求解器研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

数值计算与计算机应用 2023年第2期44卷 198-213页

作者：陈道琨刘芳芳杨超中国科学院大学北京100049 中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190 中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 北京大学数学科学学院北京100871

大气动力学问题的数值模拟在气象预报等领域具有广泛的应用.相关数值模拟依赖超级计算机平台实现高精度高分辨率的气象预报,隐式求解不受稳定性条件限制,相比显式求解更有优势.面向新的超级计算机架构特征研究隐式大气动力学问题中一系... 详细信息

大气动力学问题的数值模拟在气象预报等领域具有广泛的应用.相关数值模拟依赖超级计算机平台实现高精度高分辨率的气象预报,隐式求解不受稳定性条件限制,相比显式求解更有优势.面向新的超级计算机架构特征研究隐式大气动力学问题中一系列算子操作的并行和优化方法是非常有必要的.本文在规则递推关系的理论框架下对大气动力学问题预条件阶段的稀疏三角回代求解以及ILU矩阵分解操作的特征进行了总结,并结合申威26010Pro处理器的架构特点,对现有结构化稀疏三角线性方程组问题的并行算法进行了推广,设计了一套面向单向规则递推关系的算法框架,解决了预条件阶段各类算子的并行加速问题.本文还面向申威26010Pro处理器对大气动力学问题的模板计算等算子进行了移植和优化.实验结果显示,本文的算法框架对预条件阶段的算子能够实现26-33倍不等的加速效果,对模板计算等算子的优化相比串行计算有10-152倍的加速比.在新的神威超级计算机上最大测试到1700多万核心,浮点性能达到20.5PFlop/s.在大规模测试条件下的强(弱)可扩展性维持在56.81%(41.87%)以上.

关键词：大气动力学数值模拟规则递推关系异构并行计算申威26010Pro处理器结构化问题

面向磁流体动力学方程组的异构众核全隐求解器研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

数值计算与计算机应用 2019年第1期40卷 34-50页

作者：刘芳芳陈道琨杨超赵玉文中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 北京大学数学科学学院北京100871

磁流体动力学方程组被广泛应用于受控核聚变装置托卡马克、天体物理、磁流体发电等问题的研究中,其往往具有非线性、多尺度、多物理等特征,大规模数值难度较大.目前国际上对不可压缩流体问题的大规模数值求解主要采用全隐或半隐方法,但... 详细信息

磁流体动力学方程组被广泛应用于受控核聚变装置托卡马克、天体物理、磁流体发电等问题的研究中,其往往具有非线性、多尺度、多物理等特征,大规模数值难度较大.目前国际上对不可压缩流体问题的大规模数值求解主要采用全隐或半隐方法,但都是在同构的超级计算机而不是目前主流的异构众核系统上进行计算.论文面向国产神威"太湖之光"超级计算机,开展面向磁流体动力学方程组的异构众核全隐求解器研究.针对Newton-Krylov这类全隐求解器,提出了面向申威26010众核处理器的异构众核并行算法,并对其核心函数开展了众核并行和优化.对核心函数稀疏矩阵向量乘采用Matrix Free的方法来提升性能,对稀疏三角求解采用基于几何信息的异构众核并行算法,针对其访存密集的特点提出了存储格式、数据读取与计算依赖分离、核间寄存器通信等多种优化方法,对非线性残差计算等stencil类计算及10多个向量函数进行了异构众核并行,该异构众核并行算法可被其它应用软件重用.论文采用二维磁场重联问题进行测试,实验结果表明16进程时加速比可达13.6倍,能够支持高分辨率长时间模拟,并准确捕捉磁场重联现象.另外整体并行扩展性已经达到53万核,强可扩展性并行效率达到了33.8%,弱可扩展性并行效率达到了80.7%.

关键词：二维磁场重联磁流体动力学异构众核全隐求解器神威太湖之光申威26010处理器

数字资本主义批判视角下的时间重构、加速与自由

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

江淮论坛 2024年第2期 23-29页

作者：陈道武安徽医科大学马克思主义学院合肥230032

马克思政治经济学批判所蕴含的时间观,为从时间维度科学理解和批判数字资本主义提供了可能。数字资本主义作为当代资本主义新形态,它借助资本与数字技术“共谋”,使时间剥削、掌控和赋权进一步加深,导致社会生存危机和人的价值迷失,造... 详细信息

马克思政治经济学批判所蕴含的时间观,为从时间维度科学理解和批判数字资本主义提供了可能。数字资本主义作为当代资本主义新形态,它借助资本与数字技术“共谋”,使时间剥削、掌控和赋权进一步加深,导致社会生存危机和人的价值迷失,造成资本主义“数字文明”的时代之殇。这就需要马克思政治经济学批判在场,从时间维度揭示数字资本主义的内在规定性,阐明“时间重构”是数字资本主义剥削的新形式,“时间加速”是数字资本主义资本积累的新途径,“时间自由”是数字资本主义的意识形态幻象。这不仅能为我们正确认识数字资本主义拓宽思想视野,而且能够提升资本哲学研究的当代自觉,进而为数字中国建设提供理论支撑。

关键词：数字技术资本逻辑时间政治经济学批判

中国地表日平均风与日极大风气候特征的对比研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

干旱区研究 2024年

作者：南宇琨刘鹏王伟陈遗志南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化联合国际研究实验室气象灾害预测与评估协同创新中心国电南瑞科技股份有限公司南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 智能电网保护和运行控制国家重点实验室

据多项研究指出，中国地表平均风速在全球变暖的背景下呈现长期下降的趋势。而极大风速与平均风速特征变化是否一致，值得我们关注。通过对比分析国家基本气象站1951年至2018年的地表日平均风速和日极大风速数据，得出如下结论：全国范... 详细信息

据多项研究指出，中国地表平均风速在全球变暖的背景下呈现长期下降的趋势。而极大风速与平均风速特征变化是否一致，值得我们关注。通过对比分析国家基本气象站1951年至2018年的地表日平均风速和日极大风速数据，得出如下结论：全国范围内，日平均风速主要集中在2 m·s-1左右，而日极大风速主要集中在8m·s-1左右，这两种风速在青藏高原地区和内蒙古地区较大。此外，日平均风速出现小风速概率更高，而日极大风速的概率分布更接近于正态分布。从1960年至2010年，日平均风速下降了19%，而日极大风速下降更为显著，达到20%。然而，在2010年之后，随着全球变暖的加剧，二者均略有回升，尤其是日平均风速的回升更为显著。这一结论强调了在全球变暖背景下持续关注和研究风速变化的重要性，有助于深入了解中国地表风速的变化特征，同时也为风速预报、风能开发等项目提供科学参考。

关键词：日平均风日极大风气候特征对比研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

锚碇大体积混凝土智能通水温控方法与系统

清华大学学报（自然科学版） 2024年第4期64卷 601-611页

作者：安瑞楠林鹏陈道想安邦高阳阳清华大学水利水电工程系北京100084 中交路桥建设有限公司北京100027 火箭军研究院北京100011 中国三峡建工(集团)有限公司成都610095

大型桥梁锚碇的锚块部分属于典型大体积混凝土结构,施工期面临开裂风险,开展适应性智能通水温控方法与系统研究对混凝土温控防裂及提高混凝土质量具有重要意义。该文提出了锚碇真实温度场及应力计算、温流耦合控制算法,以及基于“端-边... 详细信息

大型桥梁锚碇的锚块部分属于典型大体积混凝土结构,施工期面临开裂风险,开展适应性智能通水温控方法与系统研究对混凝土温控防裂及提高混凝土质量具有重要意义。该文提出了锚碇真实温度场及应力计算、温流耦合控制算法,以及基于“端-边-云”控制模型的智能温度控制策略;研发了适应锚碇的智能通水温控系统装备和平台,包括供水、换向、控制和热交换系统,以及基于微信移动、Web客户端的多端软件平台,实现了混凝土通水温控的远程实时在线感知、真实分析、反馈控制和诊断预警。研究成果应用于龙门大桥西锚碇施工建设的全过程,节约了人力和用水,且未发现温度裂缝,成果可供同类工程温控防裂设计和施工参考。

关键词：锚碇大体积混凝土温控防裂智能通水温控策略真实温度场