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戈登•贝尔奖2017入围名单公布 2/3来自中国,基于神威•太湖之光


国际高性能计算应用领域最高奖“戈登·贝尔”奖2017年的入围名单已公布,有三篇论文入围。其中有两篇来自中国、基于神威·太湖之光应用的论文。奖项将于1116日在丹佛宣布。

“戈登·贝尔”奖设立于1987年,由美国计算机协会(ACM)于每年11月颁发,旨在奖励时代前沿的并行计算研究成果,特别是高性能计算创新应用的杰出成就,被誉为“超级计算应用领域的诺贝尔奖”。与全球高性能计算TOP 500着眼于高速计算硬件性能不同,“戈登·贝尔”奖更注重于高性能计算应用水平。

以下是2017年入围论文的概述:


1、重新设计神威·太湖之光千万亿次级气候建模性能的CAM-SE

描述:我们将整个社区大气模型Community Atmosphere Model (CAM)重构优化到神威·太湖之光系统中,并提供了一个千万亿次级别气候模型演示。我们在第一阶段使用OpenACC指令,以每天2.81模拟年的模拟速度,将CAM拓展到150万个核心。然后,我们以更具侵略性和挑战性的方式,对HOMME动态核心进行更精细的重新设计,以实现更好的内存控制、更有效的向量化,以及计算和通信间的重叠。

此外,我们提出了一种基于通信寄存器的并行方案,使模块中的数据依赖性最小化。通过以上方式,经过优化的运行在260核心神威处理器上内核要比在具有184Intel Xeon E5-2680V3 CPU核心的平台上运行的HOMME内核表现的更好。在使用8519680个核心的情况下,我们实现了0.75公里全球模拟中实现了可持续的双精度性能,约2.5Pflops

作者:Haohuan Fu, Junfeng Liao, Nan Ding, Xiaohui Duan, Lin Gan, Yishuang Liang, Xinliang Wang, Jinzhe Yang, Yan Zheng, Weiguo Liu, Lanning Wang, Guangwen Yang

2. 神威·太湖之光15-Pflops非线性地震模拟:实现10Hz场景描述

描述:本文介绍了以125Pflops计算能力和1000多核心,我们在神威太湖之光上建立高效地震仿真平台的工作。由于平台源于AWP-ODCCG-FDM,我们工作的重点是重新设计完全不同微架构的速度、压力和可塑性处理内核,并显著增加了神威太湖之光的并行性。通过组合方案,包括(1)优化并行方案(2)最适合blocking configuration3)同位阵列融合(4)寄存器通信与CPE ID重映射用于光圈交换(5)定制基本功能的无ROM评估,我们设法实现了12.2%的系统理论峰值。我们的项目提供了超15Pflops的持续性能,可以模拟唐山地震,空间分辨率为25m,频率为10Hz

作者:Haohuan Fu, Conghui He, Bingwei Chen, Zekun Yin, Zhenguo Zhang, Wenqiang Zhang, Tingjian Zhang, Wei Xue, Weiguo Liu, Wanwang Yin, Guangwen Yang, Xiaofei Chen

3、大规模并行3D图像重建

描述:计算机断层扫描(CT)图像重建是广泛应用中使用的重要技术。在重建方法中,基于模型的迭代重建(MBIR)通常产生更高质量的图像。然而,不规则数据访问模式,有效并行化的难度和慢速算法收敛使得MBIR对于许多应用来说是不切实际的。本文提出了一种用于MBIR的新算法,即Non-Uniform Parallel Super-VoxelNU-PSV),使数据访问模式正规化,实现大量并行并确保快速收敛。我们将NU-PSV算法与69632核心分布式系统上的两个前沿实施进行比较。结果表明,与最快的、最先进的实施相比,NU-PSV算法的平均加速度为1665

作者: Xiao Wang, Amit Sabne, Putt Sakdhnagool, Sherman J. Kisner, Charles A. Bouman, Samuel P. Midkiff

2016年1117日,在美国盐湖城召开的全球超级计算大会(SC2016)上,由中科院软件所杨超和清华大学计算机系薛巍、地球系统科学研究中心付昊桓等共同领导的团队所完成,运行于“神威·太湖之光”的应用 “千万核可扩展大气动力学全隐式模拟”获得戈登贝尔奖,实现了该奖创办30年来我国在此大奖上零的突破,打破了西方国家对该奖项的垄断。

今年,基于“神威·太湖之光”的两项应用成功入围,是对“神威•太湖之光”开展实际应用课题的肯定,充分体现国家超级计算无锡中心立足于国家战略规划和重大需求,致力于高性能计算的技术开发及应用的战略定位。未来“神威•太湖之光”将围绕世界重大科技需求,持续不断地开展高性能计算应用服务,为世界科技创新做贡献,支持国家高性能计算发展战略及创新型国家建设,特别将在能源环境、先进制造等领域发挥重要作用!

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