《基於GPU性能模型的異構系統最佳化技術研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由楊燦群擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於GPU性能模型的異構系統最佳化技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊燦群
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
基於GPU的異構系統已成為構建大規模並行計算機系統的有效途徑之一。這種體系結構對程式性能最佳化研究提出新的挑戰，需要深入研究與異構系統相適應的性能最佳化技術。.本項目首先基於GPU的體系結構，研究多級存儲層次和並發流程式的GPU性能模型，然後基於GPU的性能模型，研究提高GPU異構系統計算效率的性能最佳化技術。從科學計算程式中最常見的循環出發，研究DOACROSS和DOALL兩種循環在異構系統上的性能最佳化方法，解決循環分塊算法中塊大小的最最佳化問題；針對不同負載的循環疊代，研究其在異構系統上的調度方法，使循環負載可以均衡地在CPU和GPU間進行分配，發揮兩者的協同計算能力，提高系統的整體計算效率。
結題摘要
當前，異構系統是構建大規模並行計算機系統的有效途徑之一。提高異構系統的使用效率，縮小異構系統理論峰值和實際套用取得的性能之間的差距是構建下一代E級超級計算系統的必要條件。本項目主要面向目前套用最為廣泛的CPU-GPU異構系統展開研究。 本項目取得的主要成果有：（1）設計了基於性能模型的CPU-GPU異構計算結點自適應負載平衡技術和面向全系統的層次化負載均衡技術；（2）提出了基於有限狀態自動機的嵌套雙緩衝軟體流水技術和面向GPU存儲層次的訪存最佳化技術；（3）針對強數據依賴關係的DOACROSS循環，給出了一種新的GPU循環調度和最佳化方法；（4）建立了MPI/OpenMP/Streaming混合編程模型和計算機專家/領域專家協作編程模型，並在CPU-GPU異構系統上對離子云格線法、衝擊波傳播模擬和金屬粒子碰撞模擬作了加速最佳化實現。 本項目研究期間共發表論文19篇，其中SCI源刊5篇，EI檢索9篇；申請發明專利一項。超額完成了任務書中對研究結果的預期（國內外期刊及國際會議發表高質量論文8篇以上）。
