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《雅可比迭代的CPU_GPU并行计算及在CFD 中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、*雅可比迭代的CPU/GPU并行计算及在CFD中的应用李大力，张理论，徐传福，刘巍（国防科学技术大学计算机学院，湖南长沙410073）CPU/GPUHybridParallelAlgorithmofJacobiIterationandit’sApplicationinCFD*LiDa-Li,ZhangLi-Lun,XuChuan-Fu,LiuWei(SchoolofComputerScience,NationalUniversityofDefenceTechnology,Changsha410073,China)Abstract:Inthispaper,thechara
2、cteristicsofmulti-coreandmany-corearchitectureareintegratedtoachievethecollaborativeparallelcomputingofCPUandGPUforarealCFDapplication.BasedonnestedOpenMPthread,weimplementOpenMP/CUDAhybridparallizationofJacobiiterativemethod,andalsouseitfortheaerodynamics_simulationofstructuralgridflowf
3、ield.Forasingle-zonetestcasewith2milliongrids,thespeedupofGPUaccelerationofcomputationforRight-Hand-Side,Left-Hand-Sidematrixandit'sinverse,andJacobiiteration,is11.35,13.83and8.34respectively,andthewholespeedupis9.86.Forthetestcasewiththesametotalgridsand4datazones,thewholespeedupofGPUco
4、mputingandtheCPU/GPUcollaborativecomputingis5.56and7.49respectively.Keywords:Jacobiiteration;GPU;CFD;TH-1A;Heterogeneoushybridparallel摘要：本研究从CFD实际应用背景出发，综合多核与众核的特点，采用OpenMP线程嵌套以实现CPU/GPU的协同并行计算，实现了雅可比迭代法的GPU加速以及OpenMP/CUDA混合并行算法，并将其用于结构网格气动外流场的数值模拟。对单区200万结构网格数据，右端项、左端项矩阵及矩阵求逆、雅可比迭代等核心计算
5、部分的GPU并行分别取得了11.35、13.83和8.34倍的加速比，整个求解过程取得了9.86倍的加速比；对200万4区结构网格数据，整个求解过程的GPU并行加速比为5.56，CPU/GPU协同并行的加速比为7.49。关键词：雅可比迭代；图形处理器；计算流体力学；天河-1A；异构混合并行1引言以NVIDIA公司Fermi架构为代表的通用图形处理器（GPGPU）支持双精度浮点计算，大大拓宽了图形处理器在大规模科学计算中的应用。近几年来TOP500排行榜中利用通用图形处理器加速计算的系统数量不断增长。[1]截至2012年6月，使用加速器的超级计算机数量为58台，使用NVI
6、DIAGPU加速的有53台；其中包括我国的[2]“天河-1A”系统，其计算结点采用一颗TeslaM2050的GPU和两颗IntelXeonX5670的CPU。Table1StatisticalchartofTOP500Supper-Computeraccelerator(June,2012)表格12012年6月TOP500的超级计算机中使用加速器的统计表加速器类别数量所占比例（%）总的最大持续性能(GFlops)总的峰值性能(GFlops)总核心数N/A44288.4107103147.87140616821.2112004293NvidiaFermi5310.6146
7、63388.8428888263.121250784IBMCell20.411685001537632136800ATIRadeon20.4364150647436.226268IntelMIC10.21186001809929800*SupportedbytheNationalGrandFundamentalResearch973ProgramofChinaunderGrantNo.G2009CB723803(国家重点基础研究发展规划(973)).作者简介:李大力(1983－),男,湖北广水人,硕士,学员,主要研究领域为高性能计算,GP
