【摘 要】
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海洋数值模式是精准海洋环境预报的核心手段.随着计算分辨率的不断提高,海洋数值模式对计算性能的要求也越来越高.为了提高模式计算性能,充分发挥现代计算机的特点,选取海洋
【机 构】
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山东大学 软件学院,山东 济南 250101;自然资源部 第一海洋研究所,山东 青岛 266061;青岛海洋科学与技术试点国家实验室 区域海洋动力学与数值模拟功能实验室,山东 青岛 266237;海洋
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海洋数值模式是精准海洋环境预报的核心手段.随着计算分辨率的不断提高,海洋数值模式对计算性能的要求也越来越高.为了提高模式计算性能,充分发挥现代计算机的特点,选取海洋环流模式NEMO开展了代码现代化优化方案在海洋环流模式中的应用研究.首先使用Intel性能分析工具对模式的计算性能进行了分析;随后,针对热点函数,开展了编译选项优化、标量串行代码优化、SIMD优化、内存带宽优化以及多进程扩展.结果显示:经过以上优化步骤,在不增加任何硬件成本的前提下,模式整体性能可提升31％,且在多进程下表现出了较好的负载均衡性.这表明,本研究采用的优化策略是一种切实可行的方法.在此基础上,进一步对代码现代化过程中出现的显著影响计算效率的问题,如大量指针的使用阻止矢量化、循环嵌套过多、内存带宽占用过高等,开展了分析和讨论,为未来模式的设计和改进提供了参考和建议.
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