现代化改造运行中的实时海啸模拟器以支持多样化硬件平台
分布式、并行与集群计算
2025-02-20 v1
摘要
为了在海啸灾害后发布预警并迅速启动灾害响应，世界各地部署了多种海啸淹没预报系统。日本内阁府运行着一个预报系统，利用超级计算机实时进行海啸传播和淹没模拟。尽管这种实时方法能够产生比传统数据库驱动方法准确得多的预报，但由于它是专门为向量超级计算机开发的，其更广泛的采用受到了阻碍。在本文中，我们以最小侵入性的方式将模拟代码迁移到现代CPU和GPU上，以降低测试和维护成本。我们采用基于指令的方法来保留原始代码的结构，同时实现性能可移植性，并应用了包括改善GPU负载均衡在内的硬件特定优化。迁移后的代码在最新的CPU、GPU和向量处理器上高效运行：在32个Intel Sapphire Rapids CPU上，使用超过4700万个单元的六小时海啸模拟在不到2.5分钟内完成，在32个NVIDIA H100 GPU上则在1.5分钟内完成。这些结果表明，该代码使得更广泛的用户能够获取准确的海啸淹没预报。
引用
@article{arxiv.2408.07609,
title = {Modernizing an Operational Real-time Tsunami Simulator to Support Diverse Hardware Platforms},
author = {Keichi Takahashi and Takashi Abe and Akihiro Musa and Yoshihiko Sato and Yoichi Shimomura and Hiroyuki Takizawa and Shunichi Koshimura},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.07609},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 15 figures, accepted at IEEE CLUSTER 2024