通用图形处理器GPGPU的并行计算研究

随着图形处理器(GPU)从仅用来进行图形图像渲染,脱离成为并行计算平台通用图形处理器(GPGPU),其计算能力越来越强,本文在研究GPGPU体系结构的基础上对GPGPU并行计算线程调度进行深入研究,阐述了GPU线程调度原理,揭示了SIMT调度模式的不足.通过公式推导阐述了系统功耗与系统运行频率的关系.     

WRF 模式在 LINUX 集群系统的并行计算与评测

WRF 气象模式是高性能的并行计算,一般需要大型机进行并行计算和处理,文中将 WRF 系统构建在32核 LINUX集群系统上,进行并行计算试验并确定出了该系统的合理的并行计算方式.选取了 WRF 个例分别对运算时间、加速比和并行效率做了性能测试.结果表明:处理器个数逐步增加至16时,WRF 系统运算的总时间随个数单调减小,从16增加到26,系统运算的总时间变化总体趋势在减小,但变化不明显,存在一定的起伏,从26到32,总体上有增加的趋势.实验构建的集群系统具有较好的并行计算效率和加速比,当处理器个数为26时可以达到最大的加速比12.5,且并行效率达到48%,能够达到较好的并行运算效果.     

WRF模式在LINUX集群系统的并行计算与评测

WRF气象模式是高性能的并行计算,一般需要大型机进行并行计算和处理,文中将WRF系统构建在32核LINUX集群系统上,进行并行计算试验并确定出了该系统的合理的并行计算方式。选取了WRF个例分别对运算时间、加速比和并行效率做了性能测试。结果表明：处理器个数逐步增加至16时,WRF系统运算的总时间随个数单调减小,从16增加到26。系统运算的总时间变化总体趋势在减小,但变化不明显,存在一定的起伏,从26到32,总体上有增加的趋势。实验构建的集群系统具有较好的并行计算效率和加速比,当处理器个数为26时可以达到最大的加速比12．5,且并行效率达到48％,能够达到较好的并行运算效果。     

并行仿真系统中多处理器数的确定

对不同规模，不同要求的问题进行并行计算，应选用不同数量的处理器参与计算才能获得最佳的并行处理性能。本文以连续系统并行仿真为例，提出适合于并行仿真系统的我处理器数确定的方法。     

多核环境下AREM模式混合并行计算研究

使用多核处理器已成为构建高性能计算机系统的主流方式。结合多核高性能计算机系统集共享内存结构和分布式内存结构于一体的体系结构特点,对AREM模式开展MPI/OpenMP混合并行计算研究与实现。性能测试结果表明,使用MPI/OpenMP混合并行计算可以将并行应用扩展至更大处理机规模,缩短计算时间,不对原程序结构做大的改动、以增量方式和较小的并行化代价,取得比较好的并行计算效果。     

并行程序设计及实现

并行计算是指将顺序执行的计算任务分成可以同时执行的子任务,并行执行这些子任务,从而完成整个计算任务。并行计算不仅仅是一种获得高性能的手段,它同时也具有将计算能力从单个处理器扩展到多个处理器的潜力。     

基于反馈机制的动态负载平衡算法研究*

动态负载平衡是提高多处理器系统资源利用率和并行计算性能的重要途径。为了解决变化负载系统中子任务可并行计算的双重循环(PTM-NL)问题,提出一种基于反馈机制的动态负载平衡算法。该算法以处理器作业速度为负载指标,在循环计算中根据反馈的负载指标分配计算任务,动态适应负载变化。实验结果表明,该算法在变化负载的系统中能有效提高PTM-NL问题并行效率。     

基于安腾2的机群系统的实现与应用

本文设计并实现了一个基于安腾2处理器的机群计算系统,并结合安腾2处理器和机群系统的特性,对气象应用并行程序进行了I／O问题优化、通信优化、计算代价优化和通信数据的Cache利用率优化,以发挥该机群系统的长处,规避其弱点。测试结果表明,该机群系统适合气象应用并行软件的高效并行计算。     

并行计算时间最短处理器规模数学估算方法

并行程序运行测试耗时长,成为并行软件投入应用的主要瓶颈问题之一。深入研究并行程序的运行本质,指出可以通过并行程序的计算量表达计算时间,提出数学估算模型。所提模型通过数学公式表达并行计算时间函数,求取该函数导数为零时处理器规模值,该值即为并行计算时间最短时处理器规模参考值。所提模型能够极大地减少程序运行次数,并且由于求导计算去掉了单位数据量计算时间和系统软、硬件开销影响,能够实现平台无关性处理。实验结果表明该方法的有效性。     

混合编程集群研究及实现

介绍了采用双核处理器的共享存储多处理机（SMP）作为计算节点时,高性能并行计算集群的结构。研究了此类系统的并行计算粒度和优化方法,描述了该集群MPI＋OpenMP的混合编程平台构建方法。利用此平台,实现了求解现行方程组的Mann迭代算法,通过数值测试,表明此类集群具有良好的计算性能。此系统已用于实际工作中,取得了良好的效果。