计算机研究与发展

作者：李青峰,李跃岩,栾钟治,张文禄,龚春叶,郑刚,康波,孟祥飞,

关键词：粒子网格法, 回旋动理学模拟, 访存密集型, 高计算密度系统, 异构开发,

磁约束核聚变粒子网格法（particleincell，PIC）回旋动理学模拟代码VirtEx具备研究聚变产物Alpha粒子约束及输运的能力，是聚变能实现的关键.Alpha粒子回旋动理学模拟相比电子模拟，访存量更大、更复杂，同时包含非规则访问和原子写操作，对访存性能依赖较高，在面向高计算密度特征的天河新一代超算平台异构处理器MT-3000进行移植及性能优化时具有巨大挑战.考虑到异构加速器架构和PIC算法特性，设计并实施了一些优化方法，如中间变量的即时计算、定制化的软件缓存设计、缓存空间局部性优化、热点函数合并，显著地提高了热点函数的计算访存比.通过中等规模的回旋动理学离子基准算例测试显示了在热点函数Push，Locate，Charge上分别有10.9，13.3，16.2倍的速度提升，同时在扩展性测试中的3840个节点的5898240个加速核上显示了良好的扩展性，并行效率为88.4％.

来源：2025年第7期

《计算机研究与发展》期刊编辑部

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