T63全球海氣耦合模式的并行計算.pdf

1、本文詳細(xì)分析了T63全球海氣耦合模式的算法，結(jié)合T63全球海氣耦合模式的業(yè)務(wù)預(yù)報運行方式，在分析了它的基本流程及串行運行時間的基礎(chǔ)上，針對其巨大的計算量以及數(shù)據(jù)流特點，提出了基于緯圈的一維并行算法：將沿緯圈進行的Fourier空間的計算采用分布并行計算，數(shù)據(jù)按緯圈分布到各個處理器。并對I/O算法和部分?jǐn)?shù)學(xué)函數(shù)作了比較有效的優(yōu)化，諸如采用I/O緩存技術(shù)、向量化技術(shù)和使用高效的數(shù)學(xué)庫等優(yōu)化策略。在神威系列并行計算機上實現(xiàn)了該并行算法。對并行

2、計算的輸出數(shù)據(jù)進行正確性分析，通過GrADS工具包數(shù)據(jù)可視化所完成的定性分析以及定量分析證明并行計算結(jié)果正確，其中定量分析中采用了兩種誤差分析方法：對串行計算結(jié)果數(shù)據(jù)與并行計算結(jié)果數(shù)據(jù)進行了均方根誤差分析和平均相對誤差分析。對實驗結(jié)果進行效率分析，表明在使用6-8個處理器時達(dá)到較好的并行效果，最大可擴展至48個處理器。本文所設(shè)計的基于緯圈的一維并行算法，對于模式內(nèi)部具體算法和運算方案改動很少，在模式研究和變動過程中，模式研究人員無須對