PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Geoscientific model development· 2026Q1

EPICC-Model V1.6.0 Adveksiyon Modülü Performansının GPU-HADVPPM4HIP V1.0 Eşleştirmesi ve GPU Optimize Stratejileri ile İyileştirilmesi

Enhancing the advection module performance in the EPICC-Model V1.6.0 via GPU-HADVPPM4HIP V1.0 coupling and GPU-optimized strategies

Kai Cao, Qizhong Wu, Xiao Tang, Jinxi Li ve diğerleri

Kısa özet

GPU-HADVPPM4HIP V1.0 çözücüsünün EPICC-Model V1.0 ile eşleştirilmesi, optimize edilmiş CPU-GPU veri aktarımı ve iş parçacığı bloğu indekslemesi kullanılarak model düzeyinde 17.0x hesaplama verimliliği iyileştirmesi sağladı.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • HIP ile paralel hale getirilmiş bir adveksiyon çözücüsü olan GPU-HADVPPM4HIP V1.0, yerli GPU benzeri hızlandırıcılarda 556.5x'e kadar hızlanma sağladı.
  • GPU-HADVPPM4HIP V1.0'ın EPICC-Model V1.0'a entegrasyonu, model düzeyinde 17.0x hesaplama verimliliği kazancı sağladı.
  • Optimizasyonlar arasında CPU-GPU veri aktarım sıklığının azaltılması ve iş parçacığı bloğu koordineli indeksleme uygulanması yer aldı.
  • Modül düzeyinde hesaplama verimliliği, veri aktarım yükü dahil edildiğinde %39.3, iletişim maliyetleri hariç tutulduğunda ise 20.5x idi.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Abstract. The rapid development of Graphics Processing Units (GPUs) has established new computational paradigms for enhancing air quality modeling efficiency. In this study, the heterogeneous-compute interface for portability (HIP) was implemented to parallel computing of the piecewise parabolic method (PPM) advection solver (HADVPPM) on China’s domestic GPU-like accelerators (GPU-HADVPPM4HIP V1.0). Computational performance was enhanced through three strategic optimizations: reducing the central processing unit (CPU) and GPU (CPU-GPU) data transfer frequency, thread-block coordinated indexing, and the Message Passing Interface and HIP (“MPI+HIP”) hybrid parallelization across heterogeneous computing clusters. Following validation of the GPU-HADVPPM4HIP V1.0 program’s offline computational consistency and the pollutant simulation performance of the Emission and atmospheric Processes Integrated and Coupled Community version 1.0 (EPICC-Model V1.0) on the Earth System Numerical Simulation Facility (EarthLab), comprehensive performance testing was conducted. Offline benchmark results demonstrated that GPU-HADVPPM4HIP V1.0 achieved a maximum speedup of 556.5x on a domestic GPU-like accelerator with compiler optimization. Integration of GPU-HADVPPM4HIP V1.0 into EPICC-Model V1.0, combined with optimized CPU-GPU communication frequency and thread-block coordinated indexing strategies, yielded model-level computational efficiency improvements of 17.0x and 1.5x, respectively. At the module level, GPU-HADVPPM4HIP V1.0 exhibited a 39.3 % computational efficiency gain when accounting for CPU-GPU data transfer overhead, which escalated to 20.5x acceleration when excluding communication costs. This coupling establishes a foundational framework for adapting air quality models to China’s domestic GPU-like architectures and identifies critical optimization pathways. Moreover, the methodology provides essential technical support for achieving full-model GPU implementation of the EPICC-Model, addressing both current computational constraints and future demands for high-resolution air quality simulations.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Geoscientific model development, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Donanım ve Mimari

Hardware and ArchitectureComputer Science