高阶精度CFD应用在天河2系统上的异构并行模拟与性能优化

来源：计算机研究与发展杂志2015年第4期北京时间：

作者：王勇献,张理论,车永刚,徐传福,刘巍,程兴华,

摘要：在当前主流的众核异构高性能计算机平台上开展超大规模计算流体力学(computationalfluiddynamics,CFD)应用的高效并行数值模拟仍然面临着一系列挑战性技术问题，也是该领域的热点研究问题之一.面向天河2高性能异构并行计算平台，针对高阶精度CFD流场数值模拟程序的高效并行进行了探索，重点讨论了CFD应用特点与众核异构高性能计算机平台特征相适应的性能优化策略，从任务分解、并行度挖掘、多线程优化、SIMD向量化、CPU与加速器协同优化等方面，提出一系列性能提升技术.通过在天河2高性能异构并行计算平台上进行了多个算例的数值模拟，模拟的最大CFD规模达到1228亿个网格点，共使用约59万CPU+MIC处理器核，测试结果表明移植优化后的程序性能提高2.6倍左右，且具有良好的可扩展性.

关键词：计算流体动力学, 高阶精度格式, 并行计算, CPU+MIC异构协同并行, 性能优化, 天河2超级计算机,