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1.
供水管网仿真广泛应用于城市供水输配调度,是城市供水管网监测与维护的重要技术手段。由于在面向城市级的大规模管网中产生了海量的计算数据,因此在一般计算平台上无法满足管网仿真计算的算力需求。为提升城市级供水管网仿真的计算效率,提出一种有效的并行化方案。基于“嵩山”超级计算机系统采用中央处理器+数据缓存单元(CPU+DCU)架构,利用其在密集数据计算方面的优势,对“嵩山”超级计算机进行供水管网仿真。参照可移植性异构计算接口(HIP)异构编程模型,在“嵩山”超级计算机上实现供水管网仿真的异构计算,并结合管道数据分割方案,使用消息传递接口开启多进程以实现DCU加速数据通信传递。通过重定义数据类型解决计算过程中结构体传输问题,实现单节点内多DCU的大规模密集计算。在不同计算平台和多种计算策略仿真上的对比结果表明,与传统x86平台相比,该优化方案在小规模数据与大规模数据上的加速比分别达到5.269、10.760,与采用计算统一设备架构异构编程模型的传统GPU异构平台相比,计算性能有明显提高。  相似文献   
2.
当今诸多工程问题及科学研究中,都面临着大数据处理和高性能计算任务的双重挑战。基于内存计算技术提出的分布式处理框架Spark已在学术和工业界得到了广泛的应用,但其MapReduce-like的编程模型在任务间无法进行通信,导致科学计算中的数值算法无法进行高效实现。针对上述问题,研究了一种Spark内存计算与MPI消息传递模型相结合的解决方案,充分利用内存访问存取快速的特点和MPI的多种高性能通信机制,解决了Spark编程模型表达能力不足的缺陷,同时为MPI提供了面向数据的DAG计算方式。通过对Spark内部的运行环境和调度系统进行修改,使得MPI在Spark中得以无缝融合,为高性能计算和大数据任务提供了一个统一的内存计算系统。测试结果表明,在数值计算和迭代算法上相比Spark至少有50%的性能提升。  相似文献   
3.
确定论中子输运方法具有计算速度快、可获取物理量的精细场分布、可高效多物理耦合等优点,随着有限元方法在中子输运模拟中的应用,复杂几何结构、大尺度下的屏蔽问题和临界问题都能得到高保真建模和分析。离散纵标(SN)法是求解中子输运方程的有效数值方法,基于OpenMP并行机制对各独立离散方向进行并行求解,可提高SN输运模拟的计算速度,但并行规模较有限。对几何空间进行区域分解并采用MPI并行机制,可实现大规模并行扩展,进而实现对大型问题的高精度快速求解。本文采用并行自适应非结构网格应用框架JAUMIN进行区域分解和进程间通信,通过并行SN扫描实现了自主有限元输运程序ENTER的高效并行,完成正确性检验后在天河Ⅱ号超级计算机上使用1 440个CPU核完成了1.43×107网格单元、2.81×109自由度规模问题的测试,计算时间约7.4 h。表明该程序具备了有效模拟大型复杂结构中子输运问题的能力,具有一定工程应用价值。  相似文献   
4.
张浩  花嵘 《计算机应用研究》2020,37(7):2022-2026
随着嵌入维数的增大,排列熵(permutation entropy,PE)算法的运算规模将会成倍增加,对计算的时效性提出了更高的要求。针对国际上首台计算性能超过100P的神威·太湖之光异构众核超级计算机,提出一种针对排列熵算法移植和并行化方法,核组之间基于MPI对相空间矩阵进行数据划分,核组内部基于OpenACC实现划分区域内部并行;然后针对SW26010众核处理器结构特征,调整减少主从核通信次数和消除原子操作,将排列熵算法成功移植并加速;最后通过大坝震荡数据进行测试。测试结果表明,该方法能够很好地发挥SW26010众核处理器加速优势,单核组性能较主核版本最高可获得7.18倍加速,同时在神威·太湖之光大规模集群上进行强可扩展性分析,128核组时最高实现了85.6倍的性能提升。  相似文献   
5.
Natural convective flow of air inside the cubical cavity is investigated numerically. The temperature of the bottom wall is kept higher than that of top cold wall, and other four walls are assumed to be adiabatic. Attention has been paid to the convective discretization schemes, like upwind, QUICK, total variation diminishing, normalized variable diagram (NVD) schemes that are compared with respect to accuracy. The output is validated with respect to the results available in the literature. A parallel computing message passing interface code is adapted to run the simulations. From the results, it is observed that the NVD scheme gives better results among all the employed convective discretization schemes irrespective of the mesh structure. Thus, in this article, self filtered central differencing which is a family of NVD, is used. From the enormous output data, along with the streamlines, contours of isotherms, the new technique of energy pathlines, and field synergy are used to visualize the fluid flow and heat transfer mechanism arising in the system in the range of Ra from 103 to 106. Free energy streamlines are observed with small Ra, whereas trapped energy streamlines are observed with high Ra. When Ra increases, synergy angle increases and implies that the synergy between the velocity vector and temperature gradient gets reduced and leads to increasing values of average Nusselt number (Nu).  相似文献   
6.
针对海量遥感影像快速分类的应用需求,提出一种基于K-means算法的遥感影像并行分类方法.该方法结合CPU下进程级与线程级模式的并行特征,设计融合进程级与线程级并行的两阶段数据粒度划分方法和任务调度方法,在保证精度的基础上实现并行加速.利用大数据量的多尺度遥感影像进行实验,结果表明:所提并行方法可大大减少遥感影像的分类时间,取得了良好的加速比(13.83),并可达到负载均衡,从而解决了大区域遥感影像快速分类的问题.  相似文献   
7.
刘伟辉  唐鹏  宋安平  刘智翔  徐磊  张武 《计算机应用》2015,35(11):3178-3181
基于可视化库(VTK)可视化技术的特点,讨论可视化流水线机制和并行程序的基本结构.针对计算流体力学可视化后处理实现的问题,介绍和使用VTK颜色映射算法,并编写对计算流体力学结果数据彩色云图显示的程序.然后为了解决时间开销大的问题,提出了并行显示算法.该算法充分利用VTK任务间的并行性,减少程序运行时间,提高运行效率.最后在多核环境下,对大小不同的文件彩色云图显示的加速比进行了对比分析.实验结果显示了随压力变化的彩色云图,表明基于VTK可视化技术能满足可视化后处理方面的要求,与信息传递接口(MPI)结合能取得很好的并行效果.  相似文献   
8.
在电热连续结晶机动态机理模型的基础上,在MatIab中实现了其动态机理模型的计算,在Step7 V5.3中设计了其模糊控制算法模块,在WinCC 6.0中设计了良好的人机交互监控界面,并通过OPC、MPI完成了MatIab、WinCC与Step7三者之间的数据交换。通过三个软件平台的联合仿真调试,得到了令人满意的控制效果,表明设计的模糊控制算法可应用于工程实际。  相似文献   
9.
High Performance Computing usually leverages messaging libraries such as MPI, GASNet, or OpenSHMEM, among others, in order to exchange data among processes in large-scale clusters. Furthermore, these libraries make use of specialized low-level network layers in order to achieve as much performance as possible from hardware interconnects such as InfiniBand or 40 Gb Ethernet, for example. EXTOLL is an emerging network targeted at high performance clusters.Specialized low-level network layers require some kind of flow control in order to prevent buffer overflows at the receiver side. In this paper we present a new end-to-end flow control mechanism that is able to dynamically adapt, at execution time, the buffer resources used by a process according to the communication pattern of the parallel application and the varying activity among communicating peers. The tests carried out on a 64-node 1024-core EXTOLL cluster show that our new dynamic flow control mechanism presents very low overhead with an extraordinarily high buffer efficiency, as overall buffer resources are reduced by 4× with respect to the amount of buffers required by a static flow control protocol achieving similar low overhead levels.  相似文献   
10.
高性能计算是计算机科学的一个分支,研究并行算法和开发相关软件,致力于开发高性能计算机。在生物技术领域,高性能计算机已成为科学研究的必备工具。生物信息学(Bioinformatics)是现代生命科学与计算机科学、数理科学、化学等领域相互交叉而形成的一门新兴学科,实质就是利用计算机科学和网络技术来解决生物学问题,文章简单介绍了用于并行高性能计算的MPI接口,以及生物信息学中基于MPI库的一些相关软件工具。  相似文献   
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