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LQCD Dslash在神威·太湖之光上的研究分析与MPI实现
被引量：
3
1
作者
张淼
周宇
+3 位作者
陈建海
何钦铭
徐顺
宫明
《计算机科学与探索》
CSCD
北大核心
2019年第10期1664-1676,共13页
“神威·太湖之光”是我国全自主研发的千万核超级计算机,目前已有很多大型应用程序在此先进架构上进行了移植优化。然而,高能物理领域的格点量子色动力学(LQCD)数值模拟软件在神威平台上尚未进行过移植优化,这引起了科学工作者们...
“神威·太湖之光”是我国全自主研发的千万核超级计算机,目前已有很多大型应用程序在此先进架构上进行了移植优化。然而,高能物理领域的格点量子色动力学(LQCD)数值模拟软件在神威平台上尚未进行过移植优化,这引起了科学工作者们的关注。针对LQCD在神威平台上的移植优化问题展开研究。首先,论述了国内外对LQCD在不同硬件架构上进行并行优化的发展历程。其次,通过对其热点模块Dslash的重构,实现了在神威平台上的成功移植。再次,针对申威26010芯片异构众核的架构和并行模式,实现了从核阵列异构并行、从核本地设备存储器(LDM)与主存之间的直接存储访问(DMA)通讯、主核之间的消息传递接口(MPI)通讯及全局归约等操作。最后,经过实验测试,单核组优化程序与16核组优化程序相比单主核程序分别获得了165倍和25倍的加速比,并发现了一些重要的性能瓶颈问题,为进一步优化提升整体效率奠定重要基础。同时,对国产超算平台的推广使用具有积极意义。
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关键词
格
点
量子
色
动力学
(
lqcd
)
Dslash
消息传递接口(MPI)
神威·太湖之光
众核芯片
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职称材料
高性能科学计算的特征分析及其实用方法研究
被引量：
2
2
作者
王文义
王若雨
董绍静
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2008年第9期217-219,共3页
任何高性能科学计算(HPC)课题都是一项复杂的系统工程,其具体的应用效率要受到来自硬件和软件等许多因素,主要如并行算法、流水线技术、层次存储器技术和网络互联结构等的制约,诸因素既互相独立又互相关联。本文从一个典型的高性能科学...
任何高性能科学计算(HPC)课题都是一项复杂的系统工程,其具体的应用效率要受到来自硬件和软件等许多因素,主要如并行算法、流水线技术、层次存储器技术和网络互联结构等的制约,诸因素既互相独立又互相关联。本文从一个典型的高性能科学计算——格点量子色动力学研究模型入手,在分析了HPC所涉硬软件存在的一些共性特征的基础上,总结出一些能够改善高性能科学计算应用效率的方法。通过对这些方法长期的应用实践和专门实验,证明它们是有效的。
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关键词
高性能科学计算
格
点
量子
色
动力学
线性模型
费米矩阵
层次存储器技术
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职称材料
基态八重态重子质量的手征描述
3
作者
任修磊
耿立升
孟杰
《物理学进展》
CSCD
北大核心
2015年第2期74-105,共32页
质量作为物质最基本的属性,其起源一直是物理学研究的根本问题之一。根据物质层次的划分,理解可见宇宙物质(能量)组成的关键在于理解核子(基态重子)的质量。现代粒子物理与原子核物理研究指出,基态重子质量的绝大部分来自强相互作用。然...
质量作为物质最基本的属性,其起源一直是物理学研究的根本问题之一。根据物质层次的划分,理解可见宇宙物质(能量)组成的关键在于理解核子(基态重子)的质量。现代粒子物理与原子核物理研究指出,基态重子质量的绝大部分来自强相互作用。然而,由于色禁闭现象,强相互作用的基本理论–量子色动力学–在低能区无法解析求解,导致很长一段时间里对基态重子质量的研究不得不借助于各种唯象模型。二十一世纪以来,随着计算机运算能力的发展和算法的持续改进,格点量子色动力学模拟取得了令人瞩目的成绩,使得人类从第一原理出发计算基态重子的质量,进而定量地理解质量的起源成为可能。另一方面,受到计算资源的限制,目前绝大部分格点量子色动力学模拟必须采用比物理值大的轻夸克质量、不足够大的盒子体积和不足够小的格点间距。因而,为了从格点量子色动力学模拟中提取感兴趣的观测量的物理值,必须对格点数据进行如下三种延拓:手征延拓将轻夸克质量延拓到物理值(即mq→mphys.q),有限体积修正将有限的四维空间延拓到无穷大(即V=L4→∞),连续性延拓将有限格点间距延拓到零(即a→0)。手征微扰理论为开展这些延拓提供了必要的理论基础。作为量子色动力学的低能有效理论,手征微扰理论原则上可以模型无关地描述强相互作用物理。但随着手征阶数的升高,仅仅依靠实验数据无法完全确定理论中未知的低能常数。高统计量的格点量子色动力学模拟数据的出现为解决这一难题提供了新的思路,从而使得基于高阶手征微扰理论的研究成为可能。本文将简要介绍当前基于协变重子手征微扰理论对基态八重态重子质量及格点量子色动力学模拟数据的研究。
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关键词
重子质量
手征微扰理论
格
点
量子
色
动力学
重子sigma项
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职称材料
题名
LQCD Dslash在神威·太湖之光上的研究分析与MPI实现
被引量：
3
1
作者
张淼
周宇
陈建海
何钦铭
徐顺
宫明
机构
浙江大学计算机科学与技术学院
中国科学院计算机网络信息中心
中国科学院高能物理研究所
出处
《计算机科学与探索》
CSCD
北大核心
2019年第10期1664-1676,共13页
基金
国家重点研发计划~~
文摘
“神威·太湖之光”是我国全自主研发的千万核超级计算机,目前已有很多大型应用程序在此先进架构上进行了移植优化。然而,高能物理领域的格点量子色动力学(LQCD)数值模拟软件在神威平台上尚未进行过移植优化,这引起了科学工作者们的关注。针对LQCD在神威平台上的移植优化问题展开研究。首先,论述了国内外对LQCD在不同硬件架构上进行并行优化的发展历程。其次,通过对其热点模块Dslash的重构,实现了在神威平台上的成功移植。再次,针对申威26010芯片异构众核的架构和并行模式,实现了从核阵列异构并行、从核本地设备存储器(LDM)与主存之间的直接存储访问(DMA)通讯、主核之间的消息传递接口(MPI)通讯及全局归约等操作。最后,经过实验测试,单核组优化程序与16核组优化程序相比单主核程序分别获得了165倍和25倍的加速比,并发现了一些重要的性能瓶颈问题,为进一步优化提升整体效率奠定重要基础。同时,对国产超算平台的推广使用具有积极意义。
关键词
格
点
量子
色
动力学
(
lqcd
)
Dslash
消息传递接口(MPI)
神威·太湖之光
众核芯片
Keywords
lattice quantum chromodynamics(
lqcd
)
Dslash
message passing interface(MPI)
Sunway TaihuLight
many-core processor
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
高性能科学计算的特征分析及其实用方法研究
被引量：
2
2
作者
王文义
王若雨
董绍静
机构
中原工学院并行处理技术研究所
河南电力职工大学网络中心
肯塔基大学超级计算中心
出处
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2008年第9期217-219,共3页
基金
国家自然科学基金"基于自适应搜索的快速运动估计算法研究"(编号60075006)
河南省研发专项资金项目"提高高性能计算机有效速度研究"(编号0641060401)资助
文摘
任何高性能科学计算(HPC)课题都是一项复杂的系统工程,其具体的应用效率要受到来自硬件和软件等许多因素,主要如并行算法、流水线技术、层次存储器技术和网络互联结构等的制约,诸因素既互相独立又互相关联。本文从一个典型的高性能科学计算——格点量子色动力学研究模型入手,在分析了HPC所涉硬软件存在的一些共性特征的基础上,总结出一些能够改善高性能科学计算应用效率的方法。通过对这些方法长期的应用实践和专门实验,证明它们是有效的。
关键词
高性能科学计算
格
点
量子
色
动力学
线性模型
费米矩阵
层次存储器技术
Keywords
High performance science computing,Lattice quantum chromodynamic,Linear model,Fermion matrix,Hierarchical memory technology
分类号
TP332 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
G301 [文化科学]
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职称材料
题名
基态八重态重子质量的手征描述
3
作者
任修磊
耿立升
孟杰
机构
北京航空航天大学物理科学与核能工程学院
北京航空航天大学宇宙中的核物理交叉研究中心
北京大学物理学院
出处
《物理学进展》
CSCD
北大核心
2015年第2期74-105,共32页
基金
北京航空航天大学博士生创新基金
中央高校基础科研业务费
+3 种基金
国家自然科学基金(项目号11005007
11035007
11335002和11175002)
教育部新世纪优秀人才支持计划(项目号NCET-10-0029)的资助
文摘
质量作为物质最基本的属性,其起源一直是物理学研究的根本问题之一。根据物质层次的划分,理解可见宇宙物质(能量)组成的关键在于理解核子(基态重子)的质量。现代粒子物理与原子核物理研究指出,基态重子质量的绝大部分来自强相互作用。然而,由于色禁闭现象,强相互作用的基本理论–量子色动力学–在低能区无法解析求解,导致很长一段时间里对基态重子质量的研究不得不借助于各种唯象模型。二十一世纪以来,随着计算机运算能力的发展和算法的持续改进,格点量子色动力学模拟取得了令人瞩目的成绩,使得人类从第一原理出发计算基态重子的质量,进而定量地理解质量的起源成为可能。另一方面,受到计算资源的限制,目前绝大部分格点量子色动力学模拟必须采用比物理值大的轻夸克质量、不足够大的盒子体积和不足够小的格点间距。因而,为了从格点量子色动力学模拟中提取感兴趣的观测量的物理值,必须对格点数据进行如下三种延拓:手征延拓将轻夸克质量延拓到物理值(即mq→mphys.q),有限体积修正将有限的四维空间延拓到无穷大(即V=L4→∞),连续性延拓将有限格点间距延拓到零(即a→0)。手征微扰理论为开展这些延拓提供了必要的理论基础。作为量子色动力学的低能有效理论,手征微扰理论原则上可以模型无关地描述强相互作用物理。但随着手征阶数的升高,仅仅依靠实验数据无法完全确定理论中未知的低能常数。高统计量的格点量子色动力学模拟数据的出现为解决这一难题提供了新的思路,从而使得基于高阶手征微扰理论的研究成为可能。本文将简要介绍当前基于协变重子手征微扰理论对基态八重态重子质量及格点量子色动力学模拟数据的研究。
关键词
重子质量
手征微扰理论
格
点
量子
色
动力学
重子sigma项
Keywords
Baryon masses
Chiral perturbation theory
Lattice quantum chromodynamics
Baryon sigma terms
分类号
O572.243 [理学—粒子物理与原子核物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
LQCD Dslash在神威·太湖之光上的研究分析与MPI实现
张淼
周宇
陈建海
何钦铭
徐顺
宫明
《计算机科学与探索》
CSCD
北大核心
2019
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
高性能科学计算的特征分析及其实用方法研究
王文义
王若雨
董绍静
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2008
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基态八重态重子质量的手征描述
任修磊
耿立升
孟杰
《物理学进展》
CSCD
北大核心
2015
0
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职称材料
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