Параллельное системное программирование и вычислительные технологии. Рубрика в журнале - Проблемы информатики
Эффективная реализация алгоритма быстрого преобразования Фурье на нерегулярных сетках
Статья научная
Статья посвящена преобразованию Фурье на нерегулярных сетках (USFFT), популярному средству анализа во многих естественнонаучных задачах. Большинство практических задач, использующих USFFT, имеют большой объем данных, что приводит к значительным вычислительным затратам. В данной работе предложена реализация алгоритма USFFT, использующая такие особенности современных центральных процессоров как параллелизм и наличие большого кэша данных. Оптимизация последовательной программы позволила сократить время выполнения наиболее трудоемкого этапа преобразования в два раза, а последующее распараллеливание дало тринадцатикратное ускорение на вычислительном узле с 16 ядрами.
Бесплатно
Эффективная фрагментированная реализация краевой задачи фильтрации двухфазной жидкости
Статья научная
Автоматизация конструирования параллельных программ численного моделирования является актуальной темой в области системного параллельного программирования. В общей постановке задача автоматического конструирования эффективной (по времени выполнения, расходу памяти, нагрузке на сеть и т.п.) параллельной программы по ее высокоуровневой спецификации является алгоритмически труднорешаемой. Развитие языков и систем автоматического конструирования параллельных программ осуществляется за счет накопления в системах частных решений и эвристик, обеспечивающих приемлемую эффективность конструируемых программ для классов приложений. Важную роль в этой связи имеет исследование эффективных параллельных реализаций конкретных задач численного моделирования на предмет возможности создания на основе этого опыта новых методов и алгоритмов конструирования эффективных параллельных программ для аналогичных случаев. Технология фрагментированного программирования является подходом, позволяющим автоматизировать конструирование эффективных параллельных программ численного моделирования. Система LuNA, разрабатываемая в ИВМиМГ СО РАН, инструментально поддерживает этот подход. В статье рассматривается эффективная фрагментированная реализация на мультикомпьютерах решателя краевой задачи фильтрации двухфазной жидкости в трехмерной области в присутствии скважин. Разработаны и оптимизированы две версии программы - одна на основе традиционных средств параллельного программирования (MPI+OpcnMP), вторая - полученная с помощью системы LuNA. Обе реализации основаны на анализе численного алгоритма с точки зрения возможностей его эффективной параллельной реализации. Экспериментальное исследование реализаций показало, что программа, разработанная вручную, обладает удовлетворительной эффективностью, а автоматически сконструированная программа с помощью системы LuNA уступает в производительности ручной реализации около трех раз, что является хорошим показателем для систем такого типа.
Бесплатно
