ORCHA —— 面向后 exascale 系统的性能可移植性系统
数值分析
2025-07-15 v1 数值分析
摘要
异构性是高性能计算（HPC）领域在硬件和应用软件快速演变中的主要趋势。当前硬件平台的多样性（包括各种加速器以及未来可能出现的可定制 chiplet）为科学软件开发者提供了在不同计算平台上实现最佳性能的同时保持解答质量的挑战——当其应用程序正在变得越来越复杂时。这一挑战可以通过代码综合和代码生成来缓解。我们开发了一个工具链ORCHA，它源于大型多物理仿真软件Flash-X的需求，而现有解决方案均无法满足。ORCHA由三个独立工具组成——一个用于表达高层次控制流程以及在平台上执行位置的映射，一个用于以统一方式表达求解器中数据结构和算术运算的变体，以及一个管理数据和计算运行时编排的工具。我们使用应用程序特定的接口层，通过代码生成和代码综合将应用程序拼接在一起。在本文中，我们描述了用于Flash-X的接口层，并演示了ORCHA在探索可供生产选择的配置时的用法，包括一个案例研究，其中单一的仿真配方在三个不同的硬件映射下实现——GPU 主导、CPU/GPU 平衡以及 CPU/GPU 并行布局——凸显了ORCHA 所支持的广泛配置范围。
引用
@article{arxiv.2507.09337,
title = {ORCHA -- A Performance Portability System for Post-Exascale Systems},
author = {Youngjun Lee and Klaus Weide and Wesley Kwiecinski and Jared O'Neal and Johann Rudi and Anshu Dubey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.09337},
year = {2025}
}