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期刊信息/Journal information
计算物理
计算物理

沈隆钧

双月刊

1001-246X

jswl@iapcm.ac.cn

010-62014411-2647、2292、2171

100094

北京市海淀区丰豪东路2号

计算物理/Journal Chinese Journal of Computational PhysicsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由中国科学技术协会主管、中国核学会主办、北京应用物理与计算数学研究所承办的计算物理学科综合性学术刊物，其宗旨是充分反映我国计算物理学科前沿的研究成果，促进国内外学术交流，推进计算物理学的发展。计算物理是物理学与科学计算相结合的交叉学科。在物理学相关领域内，凡从事物理建模和计算方法研究，并应用先进计算机获得计算结果的工作，均属投稿范围。本刊特别欢迎在国民经济建设和高科技领域内，运用高性能计算方法解决涉及物理学问题的有创造性的研究成果。
正式出版
收录年代

    主编寄语

    江松
    1页
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    卷首语

    莫则尧
    2页
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    围炉对谈:性能优化的个性与共性

    莫则尧王龙刘杰谭光明...
    3-8页
    查看更多>>摘要：2022 年 12 月 12 日,第八届高性能计算中间件技术研讨会(HPCMid22)成功召开.HPCMid(会议网址:http://www.caep-scns.ac.cn/HPCMid.php)每年举办一次,面向科学与工程计算数值模拟应用在当前及下一代超级计算机上面临的挑战,围绕高性能计算中间件关键技术,邀请相关学者报告最新研究进展并探讨未来发展趋势.第八届研讨会以"适配新型体系结构的性能优化技术"为主题,聚焦后摩尔时代新型体系结构为科学与工程计算带来的机遇与挑战,探讨新型体系结构下可移植性能优化技术的发展趋势.本届研讨会的专家座谈(Panel Session)环节由莫则尧研究员和徐小文研究员共同主持,邀请了王龙、刘杰、谭光明、刘伟峰、喻之斌 5 位来自高校、科研院所、企业的专家围绕"性能优化:个性 vs 共性"这一主题开展了深入的讨论与交流,翟季冬、杨海龙等多位专家也参与了讨论.专家们针对性能优化技术的研究现状与发展趋势、面临的问题与挑战以及人才培养等方面发表了许多有启发性的观点.《计算物理》编辑部特将本次讨论整理后发表,以飨读者.限于篇幅,略有删节.
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    天河超算系统并行算法库

    刘杰石永振杨博张翔...
    9-21页
    查看更多>>摘要：国防科技大学研制的天河超算系统 7 次荣登世界超算 TOP500 排行榜第一名.面对高效能发挥超算系统性能的实际需求,天河团队抽取大型科学与工程计算中的共性核心计算方法,根据天河超算系统的特点设计与实现了可扩展并行算法,研制了天河超算系统并行算法库,是天河超算系统应用支撑环境的重要组成部分.本文首先对天河超算系统的发展历程和系统结构等内容进行回顾;随后,对网格处理算法库、偏微分方程离散求解算法库、矩阵计算算法库、粒子输运计算库、聚合通信算法库以及深度学习算法库等并行算法库的架构、功能以及性能进行重点介绍;最后,对天河超算系统上典型应用软件的简要总结显示:并行算法库可有效支撑典型应用软件的快速开发与性能优化.

    天河超算系统并行算法应用软件算法库

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    适用于申威众核架构的稀疏矩阵-矩阵乘法

    刘侃杨磊薛巍陈文光...
    22-32页
    查看更多>>摘要：本文提出新一代申威众核架构上稀疏通用矩阵-矩阵乘法(SpGEMM)的并行算法 swSpGEMM.设计轻量级并行任务划分有效地应对了矩阵非零元分布引起的负载不均衡问题;针对累加过程中的不规则访存和指令流水低效问题,设计了分层稀疏累加器,在不同输入特征下高效利用申威从核层次化内存,且减少了整数查找中的指令间依赖,更有效地发挥硬件的计算能力.SuiteSparse 稀疏矩阵测试集中较大规模输入矩阵上,swSpGEMM 的性能相比 Intel Skylake双 CPU上的 MKL和 NVIDIA A100 上的 cuSPARSE分别加速了 21.1%和 95.3%.

    申威众核架构稀疏矩阵计算矩阵-矩阵乘法

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    稀疏矩阵向量乘的自动调优

    杜臻谭光明
    33-39页
    查看更多>>摘要：分析稀疏矩阵向量乘(SpMV)程序优化的难点,介绍两个自动调优的代表性工作:基于预实现模板的SMAT和从头设计程序的 AlphaSparse.详细介绍了它们的设计思路、实现细节、测试结果以及各自的优缺点.最后,对 SpMV自动调优的发展趋势进行了分析和预测.

    高性能科学计算稀疏矩阵自动调优稀疏矩阵向量乘

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    异步感知的异构高性能计算机性能预测方法

    金煜阳马子轩翟季冬
    40-51页
    查看更多>>摘要：针对异步策略设计难的问题,提出面向异构超级计算机的高效异步性能预测方法,解耦异步与同步执行的性能,通过层次化建模等技术实现快速精确的性能预测,指导异步策略设计与性能优化.在国产神威异构高性能计算机上,以高性能计算领域典型应用为例,验证所提出建模方法的准确性和高效性.实验结果表明:本方法平均预测精度达到 96.61%,预测效率在毫秒级.

    异构高性能计算机性能预测异步策略

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    SEMD:一种面向实际数值模拟软件的跨平台自动性能优化编程工具

    张鹏张爱清莫则尧王景焘...
    52-63页
    查看更多>>摘要：针对手工软件性能优化缺乏可复用性和可移植性的问题,设计实现一种面向实际数值模拟软件的跨平台自动性能优化编程工具 SEMD(Single element-based computing multiple data).SEMD采用数值模拟领域基于网格的高层语义对数值计算循环进行抽象,完全屏蔽底层硬件特征和性能优化实现,使得基于其编写的数值计算子程序能够自动实现跨平台性能可移植.典型算例测试结果显示:在X86、ARM、GPU三种不同架构的处理器上,SEMD的整体性能优化效果超过国际上的同类产品.此外,SEMD在结构、流体、电磁等领域实际数值模拟软件的研制中也得到了初步应用,支撑 4 款软件热点数值计算子程序平均性能提升 164%.

    跨平台自动性能优化性能可移植数值计算循环编程接口

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    特征修正并行预条件算法框架

    徐小文莫则尧胡少亮安恒斌...
    64-74页
    查看更多>>摘要：针对实际应用中稀疏线性解法器计算复杂度偏离线性扩展的瓶颈问题,提出特征修正预条件算法统一框架,通过凝练物理特征中影响算法效率的代数特征,结合多层次特征分析,构造特征修正组件.通过几类典型特征修正预条件算法及应用成效,展示了该框架的有效性.

    稀疏线性代数方程组特征修正迭代方法预条件算法并行算法

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    辐射扩散方程的非线性迭代方法

    安恒斌莫则尧
    75-86页
    查看更多>>摘要：为了提高 Newton方法和 Picard方法求解辐射扩散方程组的健壮性和收敛速度,介绍应用这两类方法求解辐射扩散方程组的几方面工作,包括迭代初值的选取、迭代过程物理约束的处理、Picard 迭代过程与 Anderson加速的结合以及针对Anderson加速方法的改进等.通过应用相关的处理和改进策略,两类方法可有效应用于非线性辐射扩散方程的求解.

    辐射扩散非线性迭代Newton迭代Picard迭代Anderson加速

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