面向国产异构DCU平台的大规模并行矩量法研究

作者:贾瑞鹏; 林中朝*; 左胜; 张玉; 杨美红
来源:西安电子科技大学学报, 2023, 1-8.
DOI:10.19665/j.issn1001-2400.20230504

摘要

面向国产异构众核处理器超级计算机发展趋势,首次实现了基于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DCU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DCU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3600节点(共1,036,800处理器核心),并行效率可以达到73.5%。

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