A directive based hybrid met office NERC cloud model
A directive based hybrid met office NERC cloud model
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基于指令的混合气象办公室 NERC 云模型
DOI：
10.1145/2832105.2832115
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Brown N
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Brown N
大涡模拟是研究大气流动、湍流和云微物理的关键建模工具。英国大气研究界使用的模型是同质的，最新的模型，MONC，被设计在具有非常高CPU核心数的高性能计算系统上运行。为了在未来证明这些代码，值得研究其他可能支持社区在超大规模上运行代码的技术和架构。在本文中，我们提出了一个混合版本的MONC，其中最计算密集的方面被卸载到GPU，而其余的功能在CPU上并发运行。使用指令驱动的OpenACC开发，我们认为该技术适用于现代Fortran科学代码以及帮助这种移植工作的通用软件工程技术。在考虑其他调优选项之前，我们将混合模型的性能与CPU版本进行比较，并比较同质版本和异质版本的能源使用情况。这项工作的结果是一个有前途的混合模型，当GPU具有显着的计算工作量时，我们的方法显示了性能优势，这不仅可以应用于MONC模型，还可以应用于社区使用的其他天气和气候模拟。
Large Eddy Simulation is a critical modelling tool for the investigation of atmospheric flows, turbulence and cloud microphysics. The models used by the UK atmospheric research community are homogeneous and the latest model, MONC, is designed to run on substantial HPC systems with very high CPU core counts. In order to future proof these codes it is worth investigating other technologies and architectures which might support the communities running their codes at the exa-scale.In this paper we present a hybrid version of MONC, where the most computationally intensive aspect is offloaded to the GPU while the rest of the functionality runs concurrently on the CPU. Developed using the directive driven OpenACC, we consider the suitability and maturity of this technology to modern Fortran scientific codes as well general software engineering techniques which aid this type of porting work. The performance of our hybrid model at scale is compared against the CPU version before considering other tuning options and making a comparison between the energy usage of the homo- and hetero-geneous versions. The result of this work is a promising hybrid model that shows performance benefits of our approach when the GPU has a significant computational workload which can not only be applied to the MONC model but also other weather and climate simulations in use by the community.
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影响因子：
2
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通讯作者：
R. Robson;P. Drummond;K. Kheruntsyan
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A. Lock