清华大学CIESM模式及其参与CMIP6的方案

世界气候研究计划(WCRP)组织实施第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6),清华大学联合国内多家单位,通过多年的模式研发,完成联合地球系统模式(CIESM),除了CMIP6的气候诊断、评估和描述试验(DECK)和历史气候模拟试验(Historical),模式拟参与6个CMIP6子计划。通过介绍该模式的基本情况及其参与的试验子计划,为今后模式试验数据使用者提供参考。

基于国产众核架构CESM中有限差分计算优化

针对CESM中的有限差分算法并行过程中存在内存读取冗余过大、通信开销过高的问题,设计出根据数据结构进行数据重构、计算核心捆绑、流水线通信等多种并行优化方案。弥补了申威26010处理器在数据读取过程中缺少共享缓存区、带宽利用率不高等不足,缓解了申威26010处理器在有限差分法求解过程的通信瓶颈。对CESM中以有限差分法为核心计算的两个函数,在申威26010众核处理器上的测试结果表明,提出算法及优化策略拥有21.2倍的性能提升。

神威国产处理器应用程序的并行参数自动寻优

有限差分模板计算算法常应用于"神威·太湖之光"上完成大气模拟、石油勘探等任务,由于该算法通信开销大,计算密度高,且神威系统结构复杂,应用程序数据规模大,在程序构建和执行时难以得到合理的参数对数据进行分割,程序性能难以得到保证。针对申威26010处理器硬件特性提出一种基于遗传算法的并行参数自动寻优方法。对消息传递接口数据规模参数和从核数据规模参数进行自动寻优,对二维有限差分模板计算算法进行高性能测试。该方法在10亿次的寻址空间内寻取更优解,与编译系统自动分配相比达到了10.79倍加速比。此外,还对逆时偏移成像算法进行优化测试,与编译系统自动分配相比表现出6.31倍加速比。该方法对应用程序数据规模参数进行自动寻优,为国产异构众核处理器的高性能并行优化提供有用指导。