| 格点QCD基础求解器及其异构计算实现的性能优化 |
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| 引用本文： | 杨子江,张克龙,刘倩,徐顺,孙鹏.格点QCD基础求解器及其异构计算实现的性能优化[J].计算机系统应用,2022,31(11):358-364. |
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| 作者姓名： | 杨子江 张克龙 刘倩 徐顺 孙鹏 |
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| 作者单位： | 中国科学院 计算机网络信息中心, 北京 100190;中国科学院大学, 北京 100049;南京师范大学, 南京 210023 |
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| 基金项目： | 中国科学院 B 类先导培育项目(XDPB25); 海光产业生态合作组织基金(ghfund202107011598) |
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| 摘 要： | 格点量子色动力学(格点QCD)是研究夸克、胶子等微观粒子间相互作用的重要理论和方法. 通过将时空离散化为四维结构网格, 并将量子色动力学的基本场量定义在网格上, 让研究人员可以使用数值模拟方法, 从第一性原理出发研究强子间相互作用和性质, 但这个过程中的计算量极大, 需要进行大规模并行计算. 格点QCD计算的核心基础为格点QCD求解器, 是程序运行主要的计算热点模块. 本文研究在国产异构计算平台下格点QCD求解器的实现与优化, 提出一套格点QCD求解器的设计实现, 实现了BiCGSTAB求解器, 显著降低了迭代次数; 通过对奇偶预处理技术, 降低了所求问题的计算规模; 针对国产异构加速卡的特点, 优化了Dslash模块的访存操作. 实验测试表明, 相比优化前的求解器获得了约30倍的加速比, 为国产异构超算下格点QCD软件性能优化提供了有益的参考价值.
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| 关 键 词： | 格点量子色动力学 方程求解器 并行计算 异构计算 |
| 收稿时间： | 2022/1/29 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2022/3/16 0:00:00 |
Performance Optimization of Lattice QCD Solver and Its Heterogeneous Computation |
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| YANG Zi-Jiang,ZHANG Ke-Long,LIU Qian,XU Shun,SUN Peng.Performance Optimization of Lattice QCD Solver and Its Heterogeneous Computation[J].Computer Systems& Applications,2022,31(11):358-364. |
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| Authors: | YANG Zi-Jiang ZHANG Ke-Long LIU Qian XU Shun SUN Peng |
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| Affiliation: | Computer Network Information Center, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Lattice quantum chromodynamics (Lattice QCD) equation solver parallel computing heterogeneous computing |
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