摘要：加速器是一种辅助通用处理器实现某些特定应用高效处理的硬件部件,可以用来解决当前通用处理器设计过程中存在的性能瓶颈问题。目前主流的加速器研究主要包括高效的加速器设计和有效地与通用处理器协作两个方面,这些研究对扩展加速器的应用领域和更有效地利用加速器所提供的计算资源来提升应用程序的性能有着十分重要的意义。对当前加速器研究领域中的热点问题进行调研和归纳,在对各个研究项目进行分析和评价的基础上,也对加速器可能的发展方向进行展望。

摘要：Palabos软件是一款基于格子玻尔兹曼算法(Lattice Boltzmann Method, LBM)的计算流体力学软件,因其优异的计算能力被广泛用于多孔介质、自由界面、颗粒运动、血液流动等计算流体力学领域。Palabos软件广泛的用户需求使其迫切需要在神威超算上进行移植优化和并行加速,服务于能源、化工行业。文中在新一代神威超算(SW26010pro)上对Palabos软件进行异构并行设计,针对Palabos的数据结构和模块化编程不利于神威众核编程的问题,通过直接取址,设置字段标记处理多态导致的分支、数据切片处理等优化思路;并结合新一代神威超算的特性,使用共享内存和寄存器通信的优化技术,实现众核加速2~6倍。同时实现Palabos软件在新一代神威超算上的复杂化工过程多尺度计算方向上两相流算法的百万核心规模的并行计算,以6.4万核心的并行计算规模为基准,百万核心的并行效率大于40%。