基于 CUDA 与 CUDA 感知版 OpenMPI 的浅水方程显式时间有限体积求解器多 GPU 实现
计算物理
2023-03-03 v1
摘要
本文展示了在多重 GPU 架构上针对浅水方程(SWE)的显式时间有限体积求解器的多 GPU 版本开发。将 MPI 与 CUDA-Fortran 结合以按需使用多块 GPU。利用 METIS 库对所关注的二维非结构三角网格进行区域分解。采用 CUDA 感知的 OpenMPI 版本来加速 MPI 进程间的消息传递。对加速比与效率进行了研究:首先针对运河中的经典溃坝流,随后针对两个具有复杂河床地形的真实区域:Mille Îles 河与蒙特利尔群岛。两种情形均使用了多达 1300 万单元的网格。在这些网格上使用 24 至 28 块 GPU 可实现 80% 及以上的效率。最后,将该多 GPU 版本与纯 MPI 多 CPU 版本比较,得出结论:在此特定情形下,约需 100 个 CPU 核才能达到单块 GPU 的同等性能。
引用
@article{arxiv.2010.14416,
title = {Multi-GPU implementation of a time-explicit finite volume solver for the Shallow-Water Equations using CUDA and a CUDA-Aware version of OpenMPI},
author = {Vincent Delmas and Azzedine Soulaïmani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.14416},
year = {2023}
}
备注
Has been submitted to Journal of Computational Physics