广义共轭余差法的通信避免算法

来源：计算机工程与应用杂志2020年第3期北京时间：

作者：金之雁，杨磊，林隽民，王哲

单位：1.中国气象科学研究院，北京 100081；2.英特尔中国有限公司，北京 100081

摘要：广义共轭余差法是一种用于求解非对称线性方程组的有效算法。为减少算法中的全局通信，首创性地提出了“通信避免的广义共轭余差法”，避免了迭代过程中的全局通信，使算法中的全局通信总次数降低了一个数量级，同时减少了约50%的计算量（计算量的具体减少比例与计算规模相关）。大规模测试中（最大16?384进程），新算法最高达到了原算法3倍的运算速率。进一步分析表明，新算法在各种并行规模下的运算速率和可扩展性都优于原算法。在较小并行规模下，新算法的优势主要来源于计算量的减少。在较大并行规模下，新算法的优势主要来源于全局通信量的减少。

关键词：通信避免算法,广义共轭余差法,并行计算,全球区域一体化数值预报模式,曙光-派计算集群