赵慰
- 作品数：4 被引量：4H指数：1
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- GPU集群加速近似逆预条件CG并行求解器被引量：1
- 2015年
- 针对GPU集群系统,研究了分解近似逆(approximate inverse,AINV)和对称逐次超松弛-近似逆(symmetric successive over relaxation approximate inverse,SSOR-AI)两类近似逆预条件的并行算法。采用多级k-路图划分方法,通过子图的内点和边界点识别方法以及稀疏矩阵的置换技术,提出了将稀疏矩阵转换为分块箭形矩阵的并行方法。基于所形成的分块箭形矩阵,结合块内稀疏矩阵近似逆串行、块间并行的策略给出了近似逆预条件的并行方法,实现了AINV和SSOR-AI并行算法,解决了AINV预条件难以并行的问题。基于CPU与GPU协同计算、主机端页锁定内存和设备端计算与通信重叠的优化技术,实现了并行近似逆预条件与共轭梯度(conjugate gradient,CG)算法相结合的线性方程组混合并行求解器。数值实验表明,所提方法对AINV和SSOR-AI两类近似逆预条件,在多GPU上获得了很好的可扩展性和加速效果。
- 赵莲赵永华陈尧赵慰
- 关键词：预条件迭代法GPU集群
- 基于GPU异构平台的第一性原理计算软件加速
- 第一性原理计算软件在密度泛函理论的发展中起着重要作用。相比平面波方法,局域轨道法更适合处理大规模多体问题。随着问题规模的不断增大和计算机计算能力的提升,软件的并行加速成为一个重要课题。在继续增加CPU 处理器数量已经无法...
- 赵慰赵永华刘晓辉何力新
- 关键词：CUDA第一性原理
- GPU加速不完全Cholesky分解预条件共轭梯度法被引量：3
- 2015年
- 不完全Cholesky分解预条件共轭梯度(incomplete Cholesky factorization preconditioned conjugate gradient,ICCG)法是求解大规模稀疏对称正定线性方程组的有效方法.然而ICCG法要求在每次迭代中求解2个稀疏三角方程组,稀疏三角方程组求解固有的串行性成为了ICCG法在GPU上并行求解的瓶颈.针对稀疏三角方程组求解,给出了一种利用GPU加速的有效方法.为了增加稀疏三角方程组求解在GPU上的多线程并行性,提出了对不完全Cholesky分解产生的稀疏三角矩阵进行分层调度(level scheduling)的方法.为了进一步提高稀疏三角方程组求解的并行性能,提出了在分层调度前通过近似最小度(approximate minimum degree,AMD)算法对系数矩阵进行重排序、在分层调度后对稀疏三角矩阵进行层排序的方法,降低了分层调度过程中产生的层数,优化了稀疏三角方程组求解的GPU内存访问模式.数值实验表明,与利用NVIDIA CUSPARSE实现的ICCG法相比,采用上述方法性能可以获得平均1倍以上的提升.
- 陈尧赵永华赵慰赵莲
- 关键词：预条件共轭梯度法图形处理器
- 第一性原理计算软件包在GPU集群上的加速
- 2014年
- 第一性原理计算软件在密度泛函理论的发展中起着重要作用。相比平面波方法,局域轨道法更适合处理大规模多体问题。随着问题规模的不断增大和计算机计算能力的提升,软件的并行加速成为一个重要课题,MPI(message passing interface)结合GPU(graphic processing unit)实现的异构并行是一个新的解决方案。基于局域轨道法的第一性原理计算软件MESIA(massive electronic simulation based on systematically improvable atomic bases)经过MPI+OpenMP+CUDA三级并行,单GPU取得了约15倍的加速比,同时表现出了良好的可扩展性。测试结果同时验证了使用GPU计算可以保证计算精度。
- 赵慰赵永华刘晓辉何力新
- 关键词：第一性原理
