高阶广义k-对角线性系统的异构协同并行求解算法研究与探索

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61572175
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0204.计算机系统结构与硬件技术
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Today high performance and low energy consumption advantages of heterogeneous computing systems are approved increasingly. Large-scale heterogeneous computing systems developed by our country have a leading position in the world. But the parallel numerical simulation application softwares processed on these systems are still relatively lack. The core problem of numerical simulation is solving the linear systems. The linear systems arising from chemical process, nuclear physics, heat conduction, and circuit simulation have generalized k -diagonal features. So, we will study an efficient parallel solving algorithm for these higher-order generalized k–diagonal linear systems on the large-scale heterogeneous computing systems. Firstly, the preconditioned techniques will be studied for generalized diagonal features of liear systems, and the parallel data model will be formed according to the architecture of the heterogeneous computing systems. Then the hybrid solving algorithms on the heterogeneous computing systems are designed, which can be executed in multi-level parallel, furthermore, the key factors affecting the performance of solving higher-order generalized k –diagonal linear systems will be analyzed, and the optimization tactics of the data access and communications will be explored. Lastly in order to improve the development efficiency and performance of numerical simulation applications, the common function library will be developed, which can shield the details of cooperative programming on the heterogeneous computing systems. The numerical simulation applications using our algorithms will be tested on “TianHe1A-HN” supercomputer. The research results of the project can improve the service ability of the large-scale heterogeneous computing systems developed by our country and promote sofrware development for scientific computing and engineering application on these heterogeneous platforms.
目前异构计算系统的高性能和低能耗优势日渐得到业界认可,我国国产大规模异构计算机系统在国际上已处于领先地位,但与之相适应的并行数值模拟应用软件尚较为缺乏。数值模拟计算中的核心问题是线性系统求解,而在化学过程、热传导、电路模拟以及核物理模拟等许多领域的数值模拟中需要求解的线性系统具有广义k-对角特征。为此,本项目针对高阶广义k-对角线性系统在大规模异构计算系统上的高效求解展开研究。首先针对广义对角特征和异构计算系统的体系结构研究矩阵的预处理技术,构建并行的数据模型;然后设计适合异构处理器多层次协同并行的求解算法,并探索影响求解性能的关键因素—数据访问和通信的优化策略;最后力争形成可屏蔽异构协同编程细节的共性函数库,以提高数值模拟应用的开发效率和求解性能。本项目研究成果将在“天河一号”超级计算机上进行实验验证,这将对提高国产大规模异构计算系统在科学计算和工程应用方面的服务水平起到一定的推动作用.

结项摘要

随着数值模拟在科学计算和工程应用中的地位突出及普遍使用,许多行业及领域对数值模拟的软件应用和开发都产生了强烈的需求,而线性系统的求解方法是数值模拟的核心。由于不同的问题得到特征各异的线性系统,在化学过程、热传导、电路模拟以及核物理模拟等许多领域产生的线性系统大多具有稀疏特征。但是随着数据网格的复杂化和问题域边界的不规则性,有时候产生的线性系统的稀疏模式较为多样。随着问题规模的扩大和模拟的精细化,要求解的线性系统的阶数越来越高,有的甚至达到百亿以上,对求解的性能提出了更高的要求。但是目前通用的求解算法很难满足如此高阶的稀疏线性系统的求解性能要求。.目前大规模异构计算系统由于其经济和高效性,已逐步成为各种数值模拟计算普遍选用的高性能计算平台。针对高阶稀疏线性系统的多样性,研究大规模稀疏矩阵的压缩存储方法和其核心运算SpMV在CPU+GPU异构平台上的快速并行算法,以及针对在科学计算和工程应用中广泛存在的准三对角和块三角稀疏线性系统,研究一种高性能并且具有较好鲁棒性的混合并行求解算法,并针对异构体系结构的特征,从数据划分、任务分配和协同编程等方面研究求解算法的异构并行化策略,以充分发挥异构计算系统的计算效率。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(1)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(4)
专利数量(1)
A hybrid computing method of SpMV on CPU–GPU heterogeneous computing systems
CPU-GPU异构计算系统上SpMV的混合计算方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Parallel and Distributed Computing (CCF B类期刊)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wangdong Yang 阳王东;Kenli Li 李肯立;Keqin Li 李克勤
  • 通讯作者:
    Keqin Li 李克勤
基于HYB格式稀疏矩阵与向量乘在CPU+GPU异构系统中的实现与优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    计算机工程与科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    阳王东;李肯立
  • 通讯作者:
    李肯立
A Pipeline Computing Method of SpTV for Three-Order Tensors on CPU and GPU
CPU和GPU上三阶张量SpTV流水线计算方法
  • DOI:
    10.1145/3363575
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    ACM Transactions on Knowledge Discovery from Data(CCF推荐B类期刊)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang Wangdong阳王东;Li Kenli;Li Keqin
  • 通讯作者:
    Li Keqin
A parallel solving method for block-tridiagonal equations on CPU–GPU heterogeneous computing systems
CPU-GPU异构计算系统上块三对角方程的并行求解方法
  • DOI:
    10.1007/s11227-016-1881-x
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Supercomputing (CCF C类期刊)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wangdong Yang 阳王东;Kenli Li 李肯立;Keqin Li 李克勤
  • 通讯作者:
    Keqin Li 李克勤
Velocity-Aware Parallel Encryption Algorithm with Low Energy Consumption for Streams
低能耗的流速度感知并行加密算法
  • DOI:
    10.1109/tbdata.2017.2697446
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Big Data
  • 影响因子:
    7.2
  • 作者:
    Fei Xiongwei;Li Kenli;Yang Wangdong阳王东;Li Keqin
  • 通讯作者:
    Li Keqin

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

基于GASpy的材料模拟计算框架
  • DOI:
    10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2022263
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    湖南大学学报. 自然科学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    阳王东;杨昊;冷灿;潘佳铭;唐卓;田泽安;李肯立
  • 通讯作者:
    李肯立
异构混合并行计算综述
  • DOI:
    10.11896/jsjkx.200600045
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    计算机科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    阳王东;王昊天;张宇峰;林圣乐;蔡沁耘
  • 通讯作者:
    蔡沁耘
一种基于消息总线的交通信息集成模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周勇;李长云;阳王东;王涛
  • 通讯作者:
    王涛
面向神威·太湖之光的PETSc可扩展异构并行算法及其性能优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    计算机学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    洪文杰;李肯立;全哲;阳王东;李克勤;郝子宇;谢向辉
  • 通讯作者:
    谢向辉
面向神威·太湖之光的PETSc可扩展异构并行算法及其性能优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    计算机学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    洪文杰;李肯立;全哲;阳王东;李克勤;郝子宇;谢向辉
  • 通讯作者:
    谢向辉

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

阳王东的其他基金

面向高维数据空间的张量异构并行计算方法研究与探索
  • 批准号:
    61872127
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码