计算与通信重叠和并行I/O在粒子模拟中的应用

摘要

三维电磁场粒子模拟是研究空间众多微观物理现象的一项先进数值模拟方法。虽然应用MPI和OpenMP混合编程技术实现了程序并行,但阻塞通信的通信同步和应用网络文件系统集中式数据I/O的数据传输降低了程序效率。介绍引入非阻塞通信法,最初计算需要通信部分,在其他计算继续时,进行非阻塞通信,最后接收全部数据,从而实现计算和通信重叠,减少通信等待时间;在分布式存储系统中,各节点同时把本节点数据输入输出到本地单独文件中,大幅度减少数据并行I/O时间,随着数据量和CPU数的增加,改善更加明显,从而提高程序性能。