基于“神威-太湖之光”的LQCD Dslash热点的研究分析与MPI实现

摘要

"神威·太湖之光"是中国全自主研发的千万核超级计算机,推动中国早已处在世界前列的超算硬件架构水平又上了一个台阶.然而,中国在超算领域硬件强而软件弱的不平衡局面尚且存在.经过多年的发展,LQCD已成为验证高性能计算机浮点性能的基准测试工具之一,然而在神威平台上尚且没有进行过移植优化,这引起了科学工作者们的关注.本文针对LQCD在神威平台上的移植优化问题展开研究.首先,论述了国内外对LQCD在不同硬件架构上进行并行优化的发展历程.其次,通过对其热点模块Dslash的重构,实现了在神威平台上的成功移植.再次,针对申威26010芯片异构众核的架构和并行模式,实现了从核阵列异构并行、从核LDM与主存之间的DMA通讯、主核之间的MPI通讯及全局归约等操作.最后,实验测试发现了一些重要的性能瓶颈问题,为进一步优化提升整体效率奠定重要基础.同时,本文工作为国产超算平台的推广使用具有积极意义.