面向HYCOM的高分辨率海洋数据同化并行算法优化

来源：计算机应用研究杂志2021年第12期北京时间：

作者：曹连雨,张桂赵,肖俊敏,洪学海,谭光明,

单位：1.北京科技大学计算机与通信工程学院,北京100083；2.中国科学院计算技术研究所,北京100080；

摘要：HYCOM（hybrid coordinate ocean model）海洋数值模式要求较高的吞吐量和相对较小的计算量，这给并行算法设计带来了巨大的挑战。针对具有高吞吐量的海洋数据同化问题，设计了一种基于区域分解的并行优化算法。首先，提出了一种灵活的文件访问方法，可以高效地从磁盘读取大量的数据，避免数据访问冲突，大幅降低磁盘寻址操作的频率。此外，设计了一种避免通信的策略，以一些额外的计算量为代价大幅减少进程间的通信量。最后，提出了一种基于管道流的通信策略，以实现无冲突的消息传递。实验结果表明，该算法与基线算法相比，总体性能提高了5倍，其中文件读取速度提升6倍，进程间的通信性能提升了2.7倍。

关键词：数据同化,I/O优化,通信优化,并行计算,区域分解,

基金资助：国家重点研发计划重点专项资助项目(2016YFC1401706)；国家自然科学基金资助项目(61802369)；；