面向国产异构DCU平台的大规模并行矩量法研究

摘要

面向国产异构众核处理器超级计算机发展趋势，实现了基于CPU+DCU国产异构并行系统的大规模并行高阶矩量法。在同构并行矩量法负载均衡策略的基础上，提出了一种“MPI+openMP+DCU”的高效异构并行编程框架，解决了计算任务与计算能力不匹配的问题，实现了矩量法异构并行计算过程的负载均衡。采用细粒度任务划分策略与异步通信技术，对深度计算处理器计算过程进行了流水线优化设计，实现了计算与通信重叠，提升了矩量法异构协同计算的效率。通过与有限元法的仿真结果对比，验证了CPU+DCU异构并行矩量法的准确性。基于国产深度计算处理器异构平台的可扩展性分析结果表明，与单纯CPU计算相比，所实现的CPU+DCU异构协同计算方法能够获得5.5～7.0倍的加速效果，且在国家超级计算西安中心能够实现全系统运行，并行规模从360节点扩展到3 600节点(共1 036 800个处理器核心),并行效率可以达到约73.5%。

关键词