高性能科学计算的并行程序设计方法研究

由不同高性能RISC处理器及其构成的超级计算机系统，其基准性能和体系结构是不尽相同的，而且一种计算机体系结构的寿命也就只有3－5年时间，这将使得大多数付出巨大代价且在特定平台上开发成功的高性能科学计算程序往往会因为机型的改变而不能运行或不能很好运行，因此，人们迫切需要通用化程序，文中通过对在几种主流超级计算机上大量的测试数据的分析，指出了消息传递模式与指令级并行性对提高并行程序通用化程度的重要影响，同时也对利用网络化虚拟集群计算机资源从事高性能科学计算的可行性进行了讨论。     

QCD研究与高性能科学计算：域分解,函数分解和并行程序设计 …

量子色动力学（Ｑｕａｎｔｒｍ ＣｈｒｏｍｏＤｙｎａｍｉｃｓ,ＱＣＤ）研究是一个典型的高性能科学计算问题,它补美国著名的高性能计算与通信计划（ＨＰＣＣ）列为世界级重大挑战课题之一。由于Ｆｅｒｍｉｏｎ矩阵处理等对时空性能指标的超级要求,必须寻找新的计算机求解技术才能推动研究的进展。文章提出并分析了域分解和函数分解方法、方法导致的ＭＩＭＤ模式和并行程序设计技术。在Ｅｘｅｍｐｌａｒ ＳＰＰ１２００／ＸＡ（     

高性能科学计算的特征分析及其实用方法研究

任何高性能科学计算(HPC)课题都是一项复杂的系统工程,其具体的应用效率要受到来自硬件和软件等许多因素,主要如并行算法、流水线技术、层次存储器技术和网络互联结构等的制约,诸因素既互相独立又互相关联.本文从一个典型的高性能科学计算--格点量子色动力学研究模型入手,在分析了HPC所涉硬软件存在的一些共性特征的基础上,总结出一些能够改善高性能科学计算应用效率的方法.通过对这些方法长期的应用实践和专门实验,证明它们是有效的.     

大规模并行处理系统及其程序设计方法研究——Cache缺失延迟、层次算法和可定域性

实践表明,大规模并行处理系统（ｍａｓｓｉｖｅｌｙｐａｒａｌｅｌｐｒｏｃｅｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍ,ＭＰＰ）的实际有效速度与其理论峰值速度往往存在着较大差距,有时仅能达到峰值速度的２５％左右．鉴于目前许多领域的高性能科学计算都要把ＭＰＰ系统作为主要的实现工具,因此上述问题已引起国内外专家的普遍关注．文中讨论了影响大规模并行处理系统有效速度主要因素之一的Ｃａｃｈｅ缺失问题,并以ＥｘｅｍｐｌａｒＳＰＰ１２００／ＸＡ为例,在层次算法和可定域性两个方面实验并总结了提高系统应用性能的若干程序设计方法．     

大规模并行处理系统及其程序设计方法研究——Cache缺失延迟, …

实践表明,大规模并行处理系统的实际有效速度与其理论峰值速度往往存在较大差距,有时仅能达到峰值速度的２５％左右,鉴于目前许多领域的高性能科学计算都要把ＭＰＰ系统作为主要的实现工具,因此上述问题已引起国内外专家的普遍关注。     

QCD研究与高性能科学计算——域分解、函数分解和并行程序设计技术

量子色动力学 ( Quantum ChromoDynamics,QCD) 研究是一个典型的高性能科学计算问题,它被美国著名的高性能计算与通信计划(HPCC)列为世界级重大挑战性课题之一.由于Fermion矩阵处理等对时空性能指标的超级要求,必须寻找新的计算机求解技术才能推动研究的进展.文章提出并分析了域分解和函数分解方法、方法导致的MIMD模式和并行程序设计技术.在Exemplar SPP1200／XA(简称SPP1200)系统上的测试表明,这些方法和技术对QCD的进一步研究具有重要的意义.     

基于并行程序效率和通用性的实践与研究

大型并行应用软件一般都是成本高昂的,但在实际有效速度和适应硬件环境变化两方面却往往不尽人意.因此,如何设计效率高且不依赖硬件环境的程序,使其能够持续保持价值,就成了人们追求的目标.从HPC中的问题规模、同步等待、消息传递延迟、数据分解与定位和指令级并行等不同角度出发,通过实例与实验分析,阐述了影响并行应用程序效率和通用性的主要因素,并提出了可用于参考的规则或注意事项.