基于 C++ 领域特定嵌入语言 STELLA 的 Parareal 模板实现
分布式、并行与集群计算
2015-09-22 v2 数值分析
摘要
鉴于现代超级计算机中核心数量的迅速增加，沿时间轴引入并发性的时间并行方法正变得越来越流行。对于时间依赖偏微分方程的求解，这些方法可以在空间并行化的基础上增加另一个并发方向。本文介绍了在用于模板计算的 C++ 领域特定语言（STELLA）中对时间并行 Parareal 方法的实现。STELLA 为共享内存并行化提供了 OpenMP 和 CUDA 后端，利用节点内的 CPU 或 GPU 处理空间模板。在此，我们将这种节点级的空间并行性与时间并行的 Parareal 相结合。这是通过添加基于 MPI 的 Parareal 实现来完成的，使我们能够跨节点在时间上进行并行化。针对具有时间依赖扩散系数的对流 - 扩散问题，我们从加速比、并行效率和能量至解（energy-to-solution）方面分析了带有两种后端的 Parareal 的性能。
引用
@article{arxiv.1409.8563,
title = {A stencil-based implementation of Parareal in the C++ domain specific embedded language STELLA},
author = {Andrea Arteaga and Daniel Ruprecht and Rolf Krause},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.8563},
year = {2015}
}