有限体积计算流体动力学求解器的 CPU-GPU 异构代码加速
分布式、并行与集群计算
2023-05-30 v1 性能
摘要
本工作研究有限体积 CFD 求解器同时利用多个 CPU 与 GPU 的 CPU-GPU 异构代码加速。首先给出称为 SENSEI 的 CFD 求解器的高层描述、SENSEI 的离散化，以及 SENSEI 中借助 MPI 和 OpenACC 的 CPU-GPU 异构计算工作流。随后提出一种需要幽灵单元交换的 CPU-GPU 异构计算性能模型，以辅助估计异构实现的性能。给出 CPU-GPU 异构计算的扩展性能及其与纯多 CPU/GPU 性能在超音速进气道算例下的对比，以展示同时利用 CPU 与 GPU 算力的优势。将 CPU 与 GPU 作为工作节点一同使用，相比纯 CPU 或纯 GPU 可进一步提升性能，且优势可由本工作提出的性能模型较好估计。最后得出结论，为 1) 有意利用 CPU 与 GPU 算力加速自身科学计算模拟的应用用户，以及 2) 有意设计更优 CPU-GPU 异构系统以支持异构计算的硬件架构师，分别提供建议与反馈。
引用
@article{arxiv.2305.18057,
title = {CPU-GPU Heterogeneous Code Acceleration of a Finite Volume Computational Fluid Dynamics Solver},
author = {Weicheng Xue and Hongyu Wang and Christopher J. Roy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.18057},
year = {2023}
}