最快3D

现代多核系统的FASTEST-3D优化。FASTEST-3D是一个基于块结构网格的MPI并行有限体积流解算器,该软件自20世纪90年代初在纽伦堡大学开发。它可用于求解层流或湍流不可压缩Navier-Stokes方程。到目前为止,它的可扩展性受到相当严格的通信基础设施的严重限制,这导致MPI时间在小进程数下已经占主导地位。本文描述了几种提高FASTEST-3D的性能、可伸缩性和灵活性的优化。首先,执行节点级性能分析,以查明主要瓶颈并确定节能执行的最佳点。此外,由于控制方程的离散化,设计了线性方程组求解器的单精度版本,显著提高了单核性能。分析了FASTEST-3D中的通信机制,提出了一种基于无阻塞调用的通信策略。改进版本的性能结果表明,单节点性能显著提高,通信模式得到显著改善,并行可扩展性也大大提高。在此背景下,我们讨论“可接受的并行效率”的概念,以及它如何影响优化的实际收益。缩放测量是在现代的petascale系统上进行的。所获得的改进对于在当前高性能计算机集群上使用FASTEST-3D具有重要意义,并将有助于以更高的时空分辨率进行模拟,以解决技术应用中的湍流问题。