T63全球海氣耦合模式的并行計(jì)算.pdf

1、本文詳細(xì)分析了T63全球海氣耦合模式的算法，結(jié)合T63全球海氣耦合模式的業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)運(yùn)行方式，在分析了它的基本流程及串行運(yùn)行時(shí)間的基礎(chǔ)上，針對(duì)其巨大的計(jì)算量以及數(shù)據(jù)流特點(diǎn)，提出了基于緯圈的一維并行算法：將沿緯圈進(jìn)行的Fourier空間的計(jì)算采用分布并行計(jì)算，數(shù)據(jù)按緯圈分布到各個(gè)處理器。并對(duì)I/O算法和部分?jǐn)?shù)學(xué)函數(shù)作了比較有效的優(yōu)化，諸如采用I/O緩存技術(shù)、向量化技術(shù)和使用高效的數(shù)學(xué)庫等優(yōu)化策略。在神威系列并行計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了該并行算法。對(duì)并行

2、計(jì)算的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行正確性分析，通過GrADS工具包數(shù)據(jù)可視化所完成的定性分析以及定量分析證明并行計(jì)算結(jié)果正確，其中定量分析中采用了兩種誤差分析方法：對(duì)串行計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)與并行計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行了均方根誤差分析和平均相對(duì)誤差分析。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行效率分析，表明在使用6-8個(gè)處理器時(shí)達(dá)到較好的并行效果，最大可擴(kuò)展至48個(gè)處理器。本文所設(shè)計(jì)的基于緯圈的一維并行算法，對(duì)于模式內(nèi)部具體算法和運(yùn)算方案改動(dòng)很少，在模式研究和變動(dòng)過程中，模式研究人員無須對(duì)