[本科毕设]开源CFD软件OpenFOAM在神威蓝光超级计算机的移植与优化

摘要:

OpenFOAM为目前最常用的开源计算流体力学软件。在计算流体力学中,数值计算的一个关键步骤是求解有限差分方程,而Stencil计算则是用于加快有限差分方程的收敛速度的一个重要方法。因此,本文主要对申威众核处理器实验平台上Stencil代码的移植和优化进行了研究,并比较了Ivy Bridge和申威众核处理器实验平台上Stencil计算的性能。
本文先在运算控制核心上使用SWCC编译器编译Stencil计算代码,并用SIMD、数据预取等方法对代码进行优化,通过使用256位寄存器和优化访存,计算性能提升接近两倍。然后在运算核心上通过调用加速线程库,以运算控制核心和运算核心加速并行的方式移植Stencil计算代码,并用SIMD和DMA intrinsic两种方法优化,由于运算核心DMA效率远高于直接访存,计算性能大幅提高。最后在Ivy Bridge、申威运算控制核心和申威运算核心上进行Stream基准测试,根据triad测试得到的结果分析Stencil计算的性能,发现运算控制核心和运算核心上Stencil计算的性能主要受带宽的限制。

关键词:OpenFOAM,Stencil计算,申威众核处理器实验平台,单指令多数据流,DMA instrinsic

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