多层次-跨尺度物理中并行DVM-DAC算法的研究

来源 :2006年全国高性能计算学术会议(HPC 2006) | 被引量 : 0次 | 上传用户:zangye
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
多尺度问题是物理和材料科学领域重要研究主题.第一原理离散变分线性标度(DVM-DAC)算法是一种有效的大尺度体系计算方法.它采用分而治之的方法,获得了O(n)的计算复杂性.但是由于算法需要求解大量的特征方程,实现中存在严重的计算瓶颈.本文提出了一种并行DVM-DAC算法并付诸实现,有效地解决了原有DVM-DAC算法中的计算瓶颈问题.测试结果表明,并行DVM-DAC算法有很好的可扩展性,可用于处理104原子体系的计算.
其他文献
黑河是中国西北内陆河流域具有全球典型的以水为纽带的多元自然景观.高性能计算已成为构建黑河流域数据采集、处理、分析、建模与模拟环境的基础.本文讨论了高性能计算环境下,综合考虑土壤、植被、大气、水文各要素的耦合模型--大气中尺度模式MM5模式与分布式水文模型的结构、参数标定和尺度转换等问题,并对开展的黑河流域局地气候、尺度转换、分布式水文过程数值模拟研究取得的进展作了介绍,指出高性能计算是黑河流域生态
分布式高性能计算环境下的系统管理涵盖主机设备管理、网络管理和应用程序管理等多个领域,由于管理信息描述的不一致,不同的领域无法进行一致的管理.基于CIM的管理技术使用通用的信息模型描述被管资源对象,为资源的统一管理提供了一种解决方案.本文的研究目标是利用CIM模型,实现分布式高性能计算环境中气象业务系统资源的有效统一管理.
本文论述了目前现有传统机群并行程序的运行模式,对openMosix进行了进一步研究,测试了多个并行应用在基于openMosix的机群环境下的性能和可扩展性,并对其中I/O通信多的应用在测试中表现出的I/O瓶颈问题提出了解决的措施并进行了验证.测试结果证明,在8节点的采用openMosix技术的机群环境中,应用程序的性能是可以满足用户需求的;完全可以基于传统机群,通过openMosix技术构建一个透
文章介绍WRF中尺度数值气象预报模式与中国国家网格CNGrid,分析CNGrid架构并阐述WRF网格集成应用的必要性.通过采用GOS批作业服务技术,完成了WRF在CNGrid上的集成,实现了高性能计算服务的网格应用.用户只需通过网格门户输入控制参数,上传初始数据文件,便可通过网格进行科学计算.WRF集成应用利用网格的资源屏蔽和自动调度特点,屏蔽了大规模计算的复杂性,有效保护了软硬件计算资源,实现了
本文介绍了完整机器模拟技术的一般知识,并分析了其典型代表SimOS的实现和优缺点,提出了对它的改进设想.
针对当前的网格安全标准GSI(Grid Security Infrastructure),提出了一种改进方案,改进方案的性能有较大幅度的提高.首先提出了网格中基于身份的密钥基础设施IBKI(Identity-Based Key Infrastructure ),然后在IBKI基础上对GSI的3组协议进行了改进,改进后协议2通信量降低了28.6%,计算量减少了33.3%,协议3通信量降低了61.6%
本文对ADIC系统做了详细的介绍,包括导数代码的生成机制、计算模型、体系结构和系统实现等.以gradient计算模组为例,着重分析了ADIC生成导数的重要部件AIF模块.最后,简单给出了ADIC的两个实际应用,以及与使用差分方法在计算效率上的对比测试结果.
对于包含大量数据并行性的程序,传统并行体系结构能够捕获程序中大量的数据并行性和局部性,具有很高的性能,但对于带有控制相关的程序,其性能会大打折扣.条件流技术,能够将控制相关转化成为数据相关路由,极大扩展了数据并行应用程序的范围.相对于传统的数据并行处理器,带条件流处理机制的流处理器能够获得平均2倍以上的加速比.将条件流技术应用于流体系结构,能够以较少的代价获得很高的性能,是处理控制相关的非常有效技
同步和通信是影响并行运算的主要因素,而异步运算因为去除了同步与通信有很大的潜力加速收敛性.本文对1998年Fukushima所提出的PVT算法给出了一个修正算法.试图去除并行计算中同步与通信的开支,提出了一个去除了同步的整体异步的PVT算法,数值实验表明异步PVT算法优于同步PVT算法.
并行I/O微基准测试程序可以帮助用户了解系统,而并行I/O宏基准测试程序可以综合的评价系统.虽然目前有多种并行I/O微基准测试程序,但是由于并行I/O结构复杂、测试内容多且缺乏深入的负载特征调研工作,在并行I/O宏基准测试程序领域的研究仍然滞后.在说明理想I/O测试程序具备的特征、归纳I/O测试程序设计中关键问题的基础上,本文面向科学计算分析了现有并行I/O基准测试程序功能,说明了它们的不足,提出