masnum海浪模式的代码现代化优化.doc

海洋科学进展 2017,04(35),473-482 DOI:.1671-
MASNUM海浪模式的代码现代化优化
杨晓丹宋振亚周姗刘海行尹训强
中国海洋大学海洋与大气学院青岛海洋科学与技术国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室国家海洋局第一海洋研究所英特尔亚太研发有限公司
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摘    要:
海洋数值模式当前已经成为海洋研究和预测的核心工具, 其高分辨率。多物理过程的发展趋势对数值模式计算速度也提出了越来越高的要求。为了使得海洋数值模式更好的适应计算机基础架构, 充分发挥现代化计算机体系的计算特点, 提高计算效率, 本文提出了一种简单易行且有效的代码现代化优化方案, 并以MASNUM海浪模式为例进行了测试。首先利用诊断工具Intel Vtune Amplifier XE和Intel Trace Analyzer Collector, 对模式的性能和负载均衡性进行了分析;之后, 针对热点函数, 在单节点上制定了4个优化步骤, 包括编译器选项优化, 串行和标量优化, 向量化和OpenMP并行优化。结果表明, 经过优化后, , 多节点的模式强扩展性呈线性。这表明本文提出的代码现代化方案是一种行之有效的优化方法。
关键词:
Intel分析工具; 代码现代化优化; 海洋数值模式; 海浪模式; 高性能计算;
作者简介:杨晓丹(1988-) , 女, 山东聊城人, 博士研究生, 主要从事海--mail:******@.cn
作者简介:宋振亚(1982-) , 男, 山东聊城人, 副研究员, 博士, -mail:******@.cn
收稿日期:2016-10-17
基金:国家重点研发计划——大规模多模式多过程地球系统模式耦合平台研发(2016YFA)
Code Modernization Optimization of MASNUM Wave Model
YANG Xiao-dan SONG Zhen-ya ZHOU Shan LIU Hai-xing YIN Xun-qiang
College of Oceanic and Atmospheric Sciences, Ocean University of China; Laboratory for Regional Oceanography and Numerical Modeling, Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology; Asia-Pacific Research & Development Ltd;
Abstract:
Numerical model has e one of key tools for ocean research and prediction, and the demand for increasing putational efficiency is now necessary and order to make full use of the puter architecture and improve ocean model′putational efficiency, a code optimization scheme, which is demonstrated by using MASNUM wave model as an example, was proposed in this , Intel Vtune Amplifier XE and Intel Trace Analyzer Collector were used to evaluate the performance and load balancing of the MASNUM wave four steps of optimization, which piler options, serial and scalar optimization, vectorization, and MPI/OpenMP parallelization, are designed for hotspot function located b