CAJ | 학술논문

我国气象局研究开发的数值天气预报系统GRAPES作为典型的高性能计算应用,在人民日常生活中有着极其重要的作用,如何提高GRAPES系统性能并控制其功耗以支持因增加系统分辨率而急剧增加的运算量是一个重大课题.该文使用软硬结合的多种方法对GRAPES系统的核心代码进行优化.采用线性阵列流水处理器LAPP实现循环级并行;采用循环切分、数据预取、缓存分区、多路预取等方法来进行加速;采用电源门控等低功耗技术来降低功耗.实验结果表明,优化后的GRAPES核心模块运行时平均IPC可以达到11.3,是面积相同的通用多核处理器的2.3倍;低功耗技术使其功耗仅为通用多核处理器的12％;同时优化后的LAPP集群性能功耗比可以达到相同计算能力Intel Xeon集群的11.7倍.
아국기상국연구개발적수치천기예보계통GRAPES작위전형적고성능계산응용,재인민일상생활중유착겁기중요적작용,여하제고GRAPES계통성능병공제기공모이지지인증가계통분변솔이급극증가적운산량시일개중대과제.해문사용연경결합적다충방법대GRAPES계통적핵심대마진행우화.채용선성진렬류수처리기LAPP실현순배급병행;채용순배절분、수거예취、완존분구、다로예취등방법래진행가속;채용전원문공등저공모기술래강저공모.실험결과표명,우화후적GRAPES핵심모괴운행시평균IPC가이체도11.3,시면적상동적통용다핵처리기적2.3배;저공모기술사기공모부위통용다핵처리기적12％;동시우화후적LAPP집군성능공모비가이체도상동계산능력Intel Xeon집군적11.7배.