GPU集群下第一原理非局部映射势能计算

平面波赝势密度泛函（PWP-DFT）计算是材料计算中应用最广泛的方法,其中映射计算是PWP-DFT方法求解自洽迭代中重要的一部分。针对映射势能计算成为软件加速的瓶颈,提出了针对该部分的图形处理器(GPU)加速算法,其中考虑GPU的特点:1）使用了新的并行机制求解非局部映射势能;2）重新设计了数据分布结构;3）减少内存的使用;4）提出了一种解决算法中数据相关问题的方法。最终获得了18~57倍加速,使每步分子动力学模拟最终降为12s。详细分析了该模块在GPU平台上的测试时间,同时对该算法在GPU集群上的计算瓶颈进行了讨论。     

基于GOS的国家网格集成环境及应用实例开发*

中国国家网格作为国内最主要的网格为用户提供了良好的计算服务.详细讨论了网格中间件系统软件GOS的功能和结构,以及基于GOS的中国国家网格集成环境,给出了生物信息软件MEME在国家网格环境下的集成实现,并提出了今后的工作方向.     

基于GOS的远程实时可视化系统设计与实现*

提出了一个并行计算程序的远程实时可视化系统.通过实时可视化处理计算程序在计算过程中输出的数据文件,实现了对计算程序计算过程的可视化跟踪和实时分析;同时该系统采用GOS作为网格中间件,屏蔽了复杂的异构环境.     

一种全面高效的HPCS监控体系*

分析了以超级计算中心联想深腾6800为主的HPCS监控需求,比较了大量的监控实现技术,给出监控系统评估特征和指标,提出了一种集系统、性能、应用程序、进程监控于一体的改进策略,讨论了利用信息流水、过滤、双重传输模式减少监控数据传输量,减轻监控资源消耗,提高综合监控的性能和效率.     

基于通信优化的Infiniband集群MPI作业加载*

针对如何缓解Infiniband集群中因通信冲突引起的MPI程序性能下降问题进行了研究,从系统管理的角度出发,提出了通过改变进程映射来优化MPI作业加载方案从而优化应用程序通信性能的方法,设计了用于评价MPI作业加载方案的通信性能损失系数（CPLR）指标,基于模拟退火算法设计了优化加载方案的搜索算法,并对所提出的指标和算法进行了实现和测试。测试结果表明,经过优化加载后的MPI程序在通信性能上有一定程度的提高。     

可伸缩的网格资源查找可视化方法研究

受笛卡尔坐标系的制约和资源数量的影响,大量资源的多变量显示与分析成为网格资源查找的难点之一。提出了一种基于平行坐标可视化技术的查找新方法,将资源多维状态数据映射到二维空间。提出了新的可视化度量:资源覆盖度、资源重叠度和资源相似度。对资源的可视化效果及聚类质量的评价及优化问题进行了研究。新方法克服了传统查找方法可伸缩性差的缺点。基于新度量的可视化可以动态调整坐标轴的数据分布,从视图结构角度对聚类质量进行定量分析。     

基于CUDA 的体数据可视化工具

GPU的可编程性和并行计算能力的飞速发展为可视化提供了新的解决途径。基于支持CUDA的GPU,利用光线投射,实现了一个可以对体数据进行交互式可视化的工具,包括阻光度融合、等值面绘制、MIP绘制以及X光线投影等多种绘制效果,并加入了Phong光照模型以提高阻光度融合和等值面绘制的图像质量。实验表明,该工具较好的利用了GPU的并行计算能力,能够绘制出较高质量的图像,并具有良好的可交互性和可扩展性。     

求解大规模矩阵特征问题的并行算法研究

基于数据并行的重启动Arnoldi并行算法,基于使用数据并行模型的重启动Arnoldi并行算法,提出一个精化重启动Arnoldi并行算法。为了降低弱扩展性对并行性能的负面影响,该算法使用任务图模型并行计算精化向量,减少处理器进程之间的通信次数,有效地实现并行计算。在KD-50-I万亿次机上的测试结果表明,该算法具有较好的可扩展性和并行 效率。     

Gram-Schmidt算法及其并行实现

通过分析MGSC,MGSR和CGS算法,提出用CGS重正交的MGSR算法,新算法保留了CGS和MGSR可以调用2级BLAS的优点,同时避免了MGSC通信多的缺点。数值实验证明,新算法具有较好的并行效率。