高精度的地球系统模式对于预测恶劣气候、减少极端天气带来的负面影响具有重要意义.但是随着模式分辨率以及模拟进程数增加,I/0部分会占用较多的运行时间和资源,影响程序运行效率.本文针对地球系统模式的I/0问题,以LICOM3(LASG/IAP Climate System Ocean Model Version3)为研究对象,全面分析其I/0特点,实现了水平10公里分辨率下ADIOS(Adaptive I/0System)和MPI-I0两种并行I/0优化方案.对于ADIOS,采用POSIX方法和MPI方法提升并行输出性能,前者进程和输出文件是一一对应的关系,后者一个通信组内的进程对应一个输出文件.对于MPI-10,采用聚合I/0函数和文件视口与分布式数组相结合的方式提升I/0性能.此外,本文进一步在天河HPC2系统公网下进行大量测试,探究I/0性能的影响因素,从而提出适合地球系统模式通用的高性能I/0优化方案.实验表明:当进程数达到4K规模的时候,串行模式下I/0部分的占比高达50％;而在320-4400核数下ADIOS优化方案的I/0占比均不超过10％,写带宽最高可达56.74GB/s,MPI-IO优化方案I0占比均不超过25％.两种I/0优化方案的性能均显著优于串行I/0访问模式.
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