基于国产众核处理器三维地震声波正演模拟

来源：计算机应用研究杂志2021年第3期北京时间：

作者：陈宏博,钱雪忠,甘霖,

单位：1.江南大学物联网工程学院物联网技术应用教育部工程研究中心,江苏无锡214000；2.国家超级计算无锡中心,江苏无锡214000；3.清华大学,北京100084；

摘要：三维地震声波理论与计算方法是地质勘探研究的基础，通过分析不同介质中声波的传播特性，完成三维地震声波正演模拟。针对三维地震声波有限差分交错网格方程正演过程中存在数值计算大、内存消耗大等实际问题，提出了基于神威·太湖之光超级计算机系统中国产异构众核处理器（申威26010）的三维地震声波正演模拟编程模型，完成了基于处理器间的进程级并行基于计算核心间的线程级并行优化策略。研究了DMA（直接内存读取）通信方式，提出2.5D流水线任务划分、通信与计算的相互掩盖的多角度优化策略。实验结果表明，该策略有效缓解了带宽瓶颈，发挥了处理器强大的计算能力，解决了程序在申威26010异构众核处理器处理有限差分问题时，并行效率过低的问题。在大规模测试下，使用266 240个计算核心，程序仍能够保持稳定的计算性能，达到5.5 GFlops的场值更新。

关键词：并行计算,地震声波正演,交错网格,高性能计算,

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61673193)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(JUSRP51635B,JUSRP51510)；；