大规模申威众核环境下二维数据的计算方法

随着超级计算机及其编程环境的发展，异构系统结枃下的多级并行编程将成为趋势，神威·太湖之光国产超级计算机就是其中的一个典型。自2016年神威·太湖之光运行以来，国内外很多学者在其上进行了方法研究和应用验证，为申威环境积累了比较丰富的众核并行编程方法及优化方法。然而，当将全球系统模式CESM移植到申威众核环境时，针对海洋分量模式POP中的一些二维数据计算，常用的众核优化方法在1024进程规模下具有较好的加速效果，然而在16800大规模进程下运行时却表现为负加速。为了应对这一问题，提出了一种基于从核分区的并行计算方法。通过将64个从核分成多个从核分区，可以将多个独立的代码段任务分别分配到不同的分区上运行，有效利用从核的计算能力，并隐藏计算时间。在此基础上，结合循环合并与函数上提等方法，显著提升了二维数据计算的并行粒度和大规模进程下的可扩展性。最终，在110万核心规模下，CESM模式高分辨率POP分量模式的模拟速度提高了0.8模式年/天，众核化的加速效果明显。