检索结果-南通市图书馆

SEMD:一种面向实际数值模拟软件的跨平台自动性能优化编程工具

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计算物理 2024年第1期41卷 52-63页

作者：张鹏张爱清莫则尧王景焘中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国工程物理研究院四川绵阳621900

针对手工软件性能优化缺乏可复用性和可移植性的问题,设计实现一种面向实际数值模拟软件的跨平台自动性能优化编程工具SEMD(Single element-based computing multiple data)。SEMD采用数值模拟领域基于网格的高层语义对数值计算循环进... 详细信息

针对手工软件性能优化缺乏可复用性和可移植性的问题,设计实现一种面向实际数值模拟软件的跨平台自动性能优化编程工具SEMD(Single element-based computing multiple data)。SEMD采用数值模拟领域基于网格的高层语义对数值计算循环进行抽象,完全屏蔽底层硬件特征和性能优化实现,使得基于其编写的数值计算子程序能够自动实现跨平台性能可移植。典型算例测试结果显示:在X86、ARM、GPU三种不同架构的处理器上,SEMD的整体性能优化效果超过国际上的同类产品。此外,SEMD在结构、流体、电磁等领域实际数值模拟软件的研制中也得到了初步应用,支撑4款软件热点数值计算子程序平均性能提升164%.

关键词：跨平台自动性能优化性能可移植数值计算循环编程接口

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特征修正并行预条件算法框架

计算物理 2024年第1期41卷 64-74页

作者：徐小文莫则尧胡少亮安恒斌北京应用物理与计算数学研究所计算物理全国重点实验室北京100094 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088

针对实际应用中稀疏线性解法器计算复杂度偏离线性扩展的瓶颈问题,提出特征修正预条件算法统一框架,通过凝练物理特征中影响算法效率的代数特征,结合多层次特征分析,构造特征修正组件。通过几类典型特征修正预条件算法及应用成效,展示... 详细信息

针对实际应用中稀疏线性解法器计算复杂度偏离线性扩展的瓶颈问题,提出特征修正预条件算法统一框架,通过凝练物理特征中影响算法效率的代数特征,结合多层次特征分析,构造特征修正组件。通过几类典型特征修正预条件算法及应用成效,展示了该框架的有效性。

关键词：稀疏线性代数方程组特征修正迭代方法预条件算法并行算法

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多群辐射扩散问题特征驱动的并行AMG法

计算物理 2024年第1期41卷 87-97页

作者：舒适岳孝强何剑萌徐小文莫则尧湘潭大学数学与计算科学学院湖南湘潭411105 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

对求解多群辐射扩散(MGRD)方程组的大规模离散系统的已有快速算法进行分类,给出相应的综述。基于近年来所设计的关于并行代数多重网格(AMG)方面的工作,形成基于物理量的近似Schur补型与基于物理和代数特征的组合型预条件算法和理论框架... 详细信息

对求解多群辐射扩散(MGRD)方程组的大规模离散系统的已有快速算法进行分类,给出相应的综述。基于近年来所设计的关于并行代数多重网格(AMG)方面的工作,形成基于物理量的近似Schur补型与基于物理和代数特征的组合型预条件算法和理论框架,并对这些工作在该框架下的要素进行了刻画。利用上述框架,设计一种具有基本逼近性和低计算复杂度的近似Schur补型预条件子,并建立相应的谱等价理论;对比数值实验表明:新预条件子具有更好的稳健性和计算效率。最后提出需要进一步解决的若干问题。

关键词：多群辐射扩散方程组特征驱动并行代数多重网格法预条件子近似Schur补

High-performance programming frameworks for numerical simulation

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National Science Review 2016年第1期3卷 28-29页

作者： zeyao mo Institute of Applied Physics and Computational Mathematics Chinese Academy of Sciences

Over the past 20 years,a variety of research activities on high-performance programming have taken place ***-purpose application programming interfaces(GAPIs)have been designed and standardized;for example,MPI and Ope... 详细信息

关键词： data JASMIN

PsmArena:Partitioned Shared Memory for NUMA-Awareness in Multithreaded Scientific Applications

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Tsinghua Science and Technology 2021年第3期26卷 287-295页

作者： Zhang Yang Aiqing Zhang zeyao mo Laboratory of Computational Physics Institute of Applied Physics and Computational MathematicsBeijing 100088China

The Distributed Shared Memory(DSM)architecture is widely used in today’s computer design to mitigate the ever-widening processing-memory gap,and it inevitably exhibits Non-Uniform Memory Access(NUMA)to shared-memory parallel *** to adapt to the NUMA effect can significantly downgrade application performance,especially on today’s manycore platforms with tens to hundreds of ***,traditional approaches such as first-touch and memory policy fall short in false page-sharing,fragmentation,or ease of *** this paper,we propose a partitioned shared-memory approach that allows multithreaded applications to achieve full NUMA-awareness with only minor code changes and develop an accompanying NUMA-aware heap manager which eliminates false page-sharing and minimizes *** on a 256-core cc-NUMA computing node show that the proposed approach helps applications to adapt to NUMA with only minor code changes and improves the performance of typical multithreaded scientific applications by up to 4.3 folds with the increased use of cores.

关键词： partitioned shared memory Non-Uniform Memory Access(NUMA) heap manager multithread manycore

Parallel Simulation of Groundwater Flow in the North China Plain

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Journal of Earth Science 2014年第6期25卷 1059-1066页

作者： Tangpei Cheng Jingli Shao Yali Cui zeyao mo Zhong Han Ling Li Institute of Applied Physics and Computational Mathematics CAEP Software Center for High Performance Numerical Simulation School of Water Resources and Environmental Science China University of Geosciences

Numerical modeling is of crucial importance in understanding the behavior of regional groundwater system. However, the demand on modeling capability is intensive when performing high-resolution simulation over long time span. This paper presents the application of a parallel program to speed up the detailed modeling of the groundwater flow system in the North China Plain. The parallel program is implemented by rebuilding the well-known moDFLOW program on our parallelcomputing framework, which is achieved by designing patch-based parallel data structures and algorithms but maintaining the compute flow and functionalities of moDFLOW. The detailed model with more than one million grids and a decade of time has been solved. The parallel simulation results were examined against the field observed data and these two data are generally in good agreement. For the comparison on solution time, the parallel program running on 32 cores is 6 times faster than the fastest MICCG-based moDFLOW program and 11 times faster than the GMG-based moDFLOW program. Therefore, remarkable computational time can be saved when using the parallel program, which facilitates the rapid modeling and prediction of the groundwater flow system in the North China Plain.

关键词： parallel computing groundwater flow modeling moDFLOW North China Plain

Cluster identification and characterization of physical fields

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2010年第9期53卷 1610-1618页

作者： ZHANG GuangCai,XU AiGuo,LU Guo & mo zeyao National Key Laboratory of Computational Physics,Institute of Applied Physics and Computational Mathematics,Beijing 100088,China Institute of Applied Physics and Computational Mathematics National Key Laboratory of Computational Physics Beijing China (GRID:grid.418809.c) (ISNI:***)

The description of complex configuration is a difficult *** present a powerful technique for cluster identification and *** scheme is designed to treat and analyze the experimental and/or simulation data from various *** main steps are as *** first divide the space using face or volume elements from discrete ***,we combine the elements with the same and/or similar properties to construct clusters with special physical *** the algorithm,we adopt an administrative structure of a hierarchy-tree for spatial bodies such as points,lines,faces,blocks,and *** fast search algorithms with the complexity lnN are *** establishment of the hierarchy-tree and the fast searching of spatial bodies are general,which are independent of spatial ***,it is easy to extend the method to other *** a verification and validation,we applied this method and analyzed some two-dimensional and three-dimensional random data.

关键词： spatial hierarchical tree fast search complex configuration dynamic physical fields cluster identification

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围炉对谈:性能优化的个性与共性

计算物理 2024年第1期41卷 3-8页

作者：莫则尧王龙刘杰谭光明刘伟峰喻之斌翟季冬杨海龙徐小文黄烁刘洁中国工程物理研究院四川绵阳621900 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京1100095 北京华为数字技术有限公司湖南长沙410073 国防科技大学计算机学院北京100086 中国科学院计算技术研究所北京102249 中国石油大学(北京)信息科学与工程学院超级科学软件实验室广东深圳518055 中国科学院深圳先进技术研究院北京100084 清华大学计算机科学与技术系北京100191 北京航空航天大学计算机学院北京100094 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

2022年12月12日,第八届高性能计算中间件技术研讨会(HPCMid22)成功召开。HPCMid(会议网址:http://***/***)每年举办一次,面向科学与工程计算数值模拟应用在当前及下一代超级计算机上面临的挑战,围绕高性能计算中间件关键技术,邀请相关... 详细信息

2022年12月12日,第八届高性能计算中间件技术研讨会(HPCMid22)成功召开。HPCMid(会议网址:http://***/***)每年举办一次,面向科学与工程计算数值模拟应用在当前及下一代超级计算机上面临的挑战,围绕高性能计算中间件关键技术,邀请相关学者报告最新研究进展并探讨未来发展趋势。第八届研讨会以“适配新型体系结构的性能优化技术”为主题,聚焦后摩尔时代新型体系结构为科学与工程计算带来的机遇与挑战,探讨新型体系结构下可移植性能优化技术的发展趋势。本届研讨会的专家座谈(Panel Session)环节由莫则尧研究员和徐小文研究员共同主持,邀请了王龙、刘杰、谭光明、刘伟峰、喻之斌5位来自高校、科研院所、企业的专家围绕“性能优化:个性vs共性”这一主题开展了深入的讨论与交流,翟季冬、杨海龙等多位专家也参与了讨论。专家们针对性能优化技术的研究现状与发展趋势、面临的问题与挑战以及人才培养等方面发表了许多有启发性的观点。《计算物理》编辑部特将本次讨论整理后发表,以飨读者。限于篇幅,略有删节。

关键词：高性能计算超级计算机体系结构中间件技术性能优化专家座谈人才培养

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并行代数多重网格算法可扩展性能分析

计算物理 2007年第4期24卷 387-394页

作者：徐小文莫则尧中国工程物理研究院研究生部北京100088 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京100088

对当今求解大型稀疏线性代数方程组最有效的迭代方法之一——代数多重网格(AMG)算法的并行计算进行可扩展性能分析.给出一套并行计算可扩展性能分析方法,用于分析和指导并行迭代算法及实现技术的设计与优化并应用于并行AMG算法.分析表明... 详细信息

对当今求解大型稀疏线性代数方程组最有效的迭代方法之一——代数多重网格(AMG)算法的并行计算进行可扩展性能分析.给出一套并行计算可扩展性能分析方法,用于分析和指导并行迭代算法及实现技术的设计与优化并应用于并行AMG算法.分析表明,网格算子的平均模式大小和迭代过程的算法效率分别制约了AMG算法启动阶段和迭代求解阶段并行性能的发挥,成为该类算法急需解决的两个关键问题.

关键词：代数多重网格(AMG) 迭代方法并行计算可扩展性分析