資料介紹
現(xiàn)代夭體物理學(xué)的硏究離不開大規(guī)模 N-body模擬。N-body模擬常用的算法之一是粒子網(wǎng)格( Particle-mesh,PM算法,但是PM算法需要消耗較多的內(nèi)存容量。內(nèi)存限制成為了 N-body模擬在現(xiàn)代超算平臺(tái)大規(guī)模擴(kuò)展的瓶頸。因此,文中使用了利用定點(diǎn)壓縮技術(shù)減少內(nèi)存消耗的方法,將存儲(chǔ)每個(gè)N-body粒子相空間的內(nèi)存消耗減少到最低6個(gè)字節(jié),比傳統(tǒng)PM算法低近一個(gè)數(shù)量級(jí)。文中實(shí)現(xiàn)了基于定點(diǎn)壓縮技術(shù)的雙層粒子網(wǎng)格算法,并使用包括混合精度計(jì)算、通信優(yōu)化在內(nèi)的方法對(duì)其性能進(jìn)行了優(yōu)化。這些優(yōu)化技術(shù)顯著降低了定點(diǎn)壓縮帶來(lái)的性能損耗,將壓縮和解壓在程序總耗時(shí)中的占比從21%降低至8%,并且在核心計(jì)算熱點(diǎn)上達(dá)到了最高2.3倍的加速效果,使得程序在較低的內(nèi)存消耗下保持較高的計(jì)算效率和擴(kuò)展性。
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