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基于国产平台的国产地球系统模式



        公共地球系统模式The Community Earth System Model (CESM)是一个MPMD的大型并行系统,经历了30年的建立与发展,核心代码量超过150万行,是目前全球使用最广泛的地球模式,也是高性能计算的传统应用。它的分量模式为谱元动力框架的大气模式,是美国Titan的关键应用。CESM计算模式多样,各个部分并不相同,对计算机器以及并行算法都有不同要求,在移植、加速以及优化算法等方面都具有较高的挑战。

        本工作主要基于神威超级计算机来完成公共大气模式CAM的代码重构与性能优化。为了将代码量巨大的CAM模式扩展到神威系统的百万计算核上,研究团队依托神威系统提供的OpenACC框架,对原始代码进行重构,设计了与神威系统计算、存储模型相匹配的计算代码,有效地提高了计算性能。与纯主核版本相比,同时使用主、从核的优化程序能取得22倍的性能提升。通过使用24,000个主核以及1,536,000个从核,全球范围25公里分辨率的模拟速度可以达到2.81模式年/天。

        用户单位:清华大学地学中心、清华大学计算机系

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