[发明专利]基于神威架构的气体动理学算法优化方法

说明书

本发明提供的一种基于神威架构的气体动理学算法优化方法，优选地，包括若干核组；所述核组包括一个主核和64个从核；将数据层按照可用的核组数量划分为数量相当的若干数据块，一个核组负责一个数据块的计算；核组负责一个数据块的计算时，将数据块分割为若干数据子块，核组负责依次对所有数据子块进行计算；核组负责一个数据子块计算时，将数据子块分割为64个分块，核组的一个从核负责一个分块的计算。本发明依据神威架构的特点，充分利用神威架构的性能，将气体动理学算法与神威架构充分结构起来，提升并行效率，提高气体动理学算法的运算速度。

技术领域

本发明涉及算法的优化方法，尤其涉及一种基于神威架构的气体动理学算法优化方法。

背景技术

激波诱导的流动现象在惯性约束核聚变等核心大型工业、及超新星爆炸等天文学中广泛存在。在当前全球禁热核试验的大背景下，对于该流动现象采用气体动理学进行数值模拟成为国际研究热点。

近几年我国在高性能计算机研发领域成绩突出，尤其是纯国产的神威太湖之光超级计算机连续四届荣登世界第一，表明了我国超算建设方面已经走在了世界前列。神威太湖之光，是一款用全国产的异构众核架构处理器“SW26010”的超级计算机，整机有40960个处理器。每个SW26010处理器拥有4个核组，每个核组内包括1个主核、64个从核构成的从核簇，64个从核簇采用8*8网格排列，从核局存(LDM)存储空间64k。

如何在神威架构下实现气体动理学算法优化，以充分利用神威架构的性能，提升气体动理学算法的计算效率，是当今亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于神威架构的气体动理学算法优化方法，以充分发挥神威架构的优势，提升气体动理学算法的计算速度。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明提供的一种基于神威架构的气体动理学算法优化方法，优选地，包括若干核组；所述核组包括一个主核和64个从核；

将数据层按照可用的核组数量划分为数量相当的若干数据块，一个核组负责一个数据块的计算；

核组负责一个数据块的计算时，将数据块分割为若干数据子块，核组负责依次对所有数据子块进行计算；

核组负责一个数据子块计算时，将数据子块分割为64个分块，核组的一个从核负责一个分块的计算。

本发明提供的基于神威架构的气体动理学算法优化方法，优选地，所述步骤“核组负责一个数据子块计算时，将数据子块分割为64个分块，核组的一个从核负责一个分块的计算”具体为：核组负责一个数据子块计算时，将数据子块沿X维度与Y维度分割为8*8的阵列共64个分块，核组的一个从核沿Z维度负责一个分块的计算。

本发明提供的基于神威架构的气体动理学算法优化方法，优选地，所述分块由若干沿X维度与Y维度的粒子层构成；所述核组中还设置有64个与所述从核一一对应的局部存储器；所述“核组的一个从核沿Z维度负责一个分块的计算”具体为：从核沿Z维度对分块进行计算时，从核的局部存储器中始终保持相同数量的奇数层连续的粒子层，位于中间层的粒子层的计算依赖于其他粒子层，从核对局部存储器中的中间粒子层计算更新，导出计算更新后的中间粒子层到主存，之后局部存储器中的首层粒子层流出、流入与末尾粒子层相邻的后一粒子层，进而对新组成的中间粒子层计算更新并导出至主存，重复流出、流入、计算更新、导出的步骤直至对整个分块中粒子层的计算更新完成。

本发明提供的基于神威架构的气体动理学算法优化方法，优选地，每个数据块中均含有与之相邻的数据块中的粒子计算所必须的粒子，该粒子为边界粒子，边界粒子所在的粒子层为边界粒子层；