神威太湖之光上OpenFOAM的移植与优化

摘要：

神威太湖之光是最新一期Top500榜单上排名第一的超级计算机,峰值性能为125.4 PFlops,其计算能力主要归功于国产SW26010众核处理器.OpenFOAM (Open Source Field Operation and Manipulation)是计算流体力学领域使用最广泛的开源软件包,但是由于其基于C++实现,与神威太湖之光上的异构众核处理器SW26010的编译器不兼容,因此无法直接在该架构上有效运行.基于SW26010的主核/从核的体系架构移植了OpenFOAM的核心计算代码,并采用混合语言编程实现的方式来解决编译不兼容的问题.此外,通过寄存器通信、向量化和双缓冲等优化手段,单核组的性能较优化后的主核代码提高了8.03倍,较Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2695 v3的串行执行性能提高了1.18倍.同时,将单核组的实现扩展到了神威太湖之光的大规模集群上,并进行了强可扩展性测试,256个核组上实现了184.9倍的加速.采用的移植方式和优化手段也可以为其他复杂C++程序在神威太湖之光上的应用提供借鉴.

关键词：计算流体力学、OpenFOAM、异构多核处理器、神威超级计算机

所属期刊栏目：44

分类号：TP317(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家重点研发计划2016YFB0201400,2016YFB0201800;日本学术振兴会JSPS的RONPAKU项目,并行计算机工程技术研究中心资助

在线出版日期：2017-11-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：64-70