基于 OpenCL 的雷达外推算法改进与优化

摘要：

基于雷达资料的外推是临近预报中重要的方法之一，随着全国气象雷达网络建设规模的不断提高以及观测资料精细化程度的提升，基于区域乃至全国雷达拼图的外推预报，每次计算都需花费大量时间，甚至滞后于每6分钟一次的资料观测频次。为解决传统外推算法运算复杂度高，实时性差的问题，运用OpenCL构建基于GPU的异构计算模型对外推算法进行并行化改进。然后逐步分析影响算法性能的瓶颈，并通过改进和测试数据比对，阐述算法优化的过程。其中，内存与线程的映射优化、合理利用局部存储器作为高速缓存以及隐藏CPU执行时间等方法不仅对本算法的执行效率带来显著提升，也可为其他基于OpenCL异构计算的优化提供参考。以AMD Graphic Core Next 和Northern Islands二代GPU架构作为测试平台，并以Intel CPU并行计算作为测试参考，测试结果表明，改进后的算法在硬件同等功耗的情况下，计算性能提升15～22倍。

关键词：雷达外推算法、开放运算语言、并行化计算、异构计算、图形处理器

分类号：TP301.6(计算技术、计算机技术)

资助基金：江苏省2012年度普通高校研究生科研创新计划项目CXZZ12_0513；国家科技支撑计划项目2012BAH05B01

在线出版日期：2014-08-28（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：81-86,90