Cyclops Tensor框架：减少通信并消除大规模并行收缩中的负载不平衡

Cyclops（cyclic-operations）张量框架（CTF）是张量收缩的分布式库。CTF的目标是将高维张量收缩（如耦合簇（CC）电子结构方法中所需的张量收缩）扩展到大规模并行超级计算机。该框架通过循环细分张量来保持张量结构，从而产生规则的并行分解。内部虚拟化层提供完全通用的映射支持，同时保持理想的负载平衡。映射框架通过显式计算内存使用量和通信量，确定运行时每个张量收缩的最佳映射。CTF使用了一个通用的重新分配内核，它在任意分布式布局之间转换任意维的张量，但只接触每一块数据一次。通过张量索引转置和部分解包，序列对称压缩被简化为矩阵乘法调用。用户级界面以领域特定语言的形式优雅地表达了任意维广义张量收缩。我们在Blue Gene/Q的8192个节点上演示了单激励和双激励CC的性能，并表明在基准系统的Cray XE6超级计算机上，CTF的性能优于NWChem。