最先进加速器上 OpenMP 卸载的可移植性与可扩展性

在过去十年中，计算能力的大部分提升来自加速多核架构的进展，主要体现为 GPGPU。尽管加速器在各种计算任务中实现了卓越性能，其使用需要代码适配与转换。因此，科学计算应用中最常见的多线程标准 OpenMP 自 v4.0 起引入了主机（CPU）与加速器之间的卸载能力，并在后续的 v4.5、v5.0、v5.1 以及最新 v5.2 版本中不断增强支持。近期，两款最先进的 GPU——Intel Ponte Vecchio Max 1100 与 NVIDIA A100 GPU——分别随 oneAPI 与 NVHPC 编译器推向市场用于卸载。本工作中，我们给出 OpenMP 向这些设备卸载能力的早期性能结果，具体分析高级指令的可移植性（使用 SOLLVE 的 OMPVV 测试套件）以及硬件在代表性科学迷你应用（LULESH 基准）中的可扩展性。我们的结果表明，在最新的 NVHPC 与 oneAPI 工具中，对 4.5 版本的支持覆盖率均近乎完整。然而，我们观察到对 5.0、5.1 和 5.2 版本缺乏支持，在使用 NVHPC 时尤为明显。从性能角度看，我们发现 PVC1100 与 A100 在 LULESH 基准上相对可比。虽然 A100 因更快的内存带宽而略优，但 PVC1100 凭借更大的内存容量可扩展地达到下一问题规模（400^3）。