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面向异构众核架构的块Gauss-Seidel/Jacobi预条件算法

摘要:Gauss-Seidel算法作为线性方程组的求解器,在并行计算领域具有广泛应用,而面向异构众核架构开发其细粒度并行性一直是具有挑战性的问题.针对非结构网格问题,基于代数分块并行思路提出了面向异构众核架构的块Gauss-Seidel/Jacobi算法,将其作为区域分解算法的子区域求解器.面向神威太湖之光超级计算机的异构众核架构,设计并实现了该算法.为充分利用神威太湖之光国产SW26010芯片中每个CPE拥有的高速LDM(Local Data Memory),缓解通信瓶颈,设计了多行块通信打包、计算与通信重叠性能优化策略和丢弃非关键元素的低通信复杂性数值优化方法.数值实验结果显示,相较于串行Gauss-Seidel算法,优化后的块Gauss-Seidel/Jacobi算法预处理过程加速比最高可达到4.16倍.以1040核的测试数据为基准,在处理器核数达到33280时,块Gauss-Seidel/Jacobi预条件算法的并行效率达到61%.

关键词:
  • 非结构网格  
  • 异构众核架构  
  • 区域分解算法  
  • 神威太湖之光  
作者:
吴立垒; 陈荣亮; 罗力; 闫争争; 廖子菊; 迟利华; 刘杰
单位:
国防科技大学并行与分布处理国家重点实验室; 长沙410073; 中国科学院深圳先进技术研究院; 广东深圳518055; 湖南交通工程学院高科技研究院; 湖南湘阴414600
刊名:
计算机学报

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期刊名称:计算机学报

计算机学报紧跟学术前沿,紧贴读者,国内刊号为:11-1826/TP。坚持指导性与实用性相结合的原则,创办于1978年,杂志在全国同类期刊中发行数量名列前茅。