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。

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。