面向异构超算的结构分析高效并行计算方法

来源：计算机工程与科学杂志2020年第12期北京时间：

作者：丁峻宏, 苗新强, 李根国

单位：（1.上海超算科技有限公司，上海 201203;2.中国电子科技集团公司第五十一研究所，上海 201802;3.上海超级计算中心，上海 201203

摘要：为充分利用异构超算众核环境下的高效计算性能，提出一种针对有限元结构力学分析的多层次多粒度协同并行计算方法。该方法将每个计算作业从结点间、设备间和核间3个层次进行划分。每个计算作业被分解映射到异构超算的各硬件层面运行，在有效处理CPU与MIC之间负载均衡问题的基础上显著降低了异构超算的通信成本。在“天河二号”上开展了针对几个大规模工程案例的计算测试，所启动的CPU+MIC核数总计达39 000个，计算模型有限元规模超过1亿单元。测试结果表明,该方法进行有限元结构分析大规模并行计算时能够获得良好的加速比和并行计算效率，实现了有限元结构分析与异构众核计算平台的优化适配，可为同类应用问题的并行移植和性能优化提供借鉴与参考。

关键词：并行计算,异构超算,结构分析,负载均衡,

基金资助：国家重点研发计划(2018YFB0204004)；上海市工业互联网创新发展专项（2018-GYHLW-02008）