[發明專利]用于高性能并行計算的數據存儲封裝方法、系統及介質

有效

• 申請號: 201711445533.0
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108228364B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 郭力;呂計男
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G06F9/54
• 分類號: G06F9/54
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明公開了一種用于高性能并行計算的數據存儲封裝方法、系統及介質。其中，該方法包括如下步驟：判斷某一進程模塊的接收模塊的標識與數據存儲模塊的標識是否相等；如果接收模塊的標識與數據存儲模塊的標識相等，則對本地數據進行計算；如果接收模塊的標識與數據存儲模塊的標識不相等，將本地數據中的待發送數據進行復制并存儲到發送數組模塊中；其余進程模塊中的接收模塊接收復制的待發送數據，將復制的待發送數據復制存儲到相對應進程模塊中的數據存儲模塊；對復制的待發送數據進行計算，同時將該進程模塊中的接收數組模塊的標識設置為與該進程模塊中的存儲數組模塊的標識相等。本發明減少了通信次數，提高了高性能并行計算效率。

技術領域

本發明屬于流體力學高性能并行程序領域，尤其涉及一種用于高性能并行計算的數據存儲封裝方法、系統及介質。

背景技術

隨著計算流體力學(Computational Fluid Mechanics，CFD)方法的發展其計算量增長迅速，采用傳統的單CPU計算機對此類問題進行計算不僅計算時間上消耗較大，不能承受，單個計算機上的內存也不能承受計算問題中網格、未知量對內存的需求。采用分布式內存的高性能并行計算機集群進行CFD計算逐漸成為計算流體力學發展的必然方向。分布式內存的高性能并行計算機上數據分別存儲在不同的機器上。在計算過程中如果某個CPU需要用到其他CPU上的數據則需要采用通信的方式通過網絡交換機發送到本地機器上。常用的并行通信方式為計算與通信強耦合和松耦合方式兩種。松耦合方式在亞時間更新時通信，同步計算數據，這種計算方法得到的流場在不同CPU交界面處有不連續的間斷，間斷的大小與時間迭代收斂精度有關。采用強耦合計算方法在每一個計算時對數據進行通信。其最終計算結果與對應的串行程序相同，在不同的CPU分塊之間數據光滑，沒有間斷。為了滿足強耦合的要求，在每次計算時需要保證計算所需的其它CPU上的數值在本地CPU上為最新的值。目前計算程序采用公用數據存儲方式，在每次計算過程中需要對數據在不同計CPU上進行通信。每一次通信需要的時間較長，影響了計算效率，同時在一次通信后數據在當地CPU上為最新的，這也造成了通信的浪費。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種用于高性能并行計算的數據存儲封裝方法、系統及介質，減少了通信次數，提高了高性能并行計算效率。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：根據本發明的一方面，提供了一種用于高性能并行計算的數據存儲封裝方法，所述方法包括如下步驟：步驟一：判斷若干個進程模塊中某一進程模塊的接收模塊的標識與數據存儲模塊的標識是否相等；步驟二：如果步驟一中的該進程模塊中的接收模塊的標識與數據存儲模塊的標識相等，則對數據存儲模塊的本地數據進行計算；步驟三：如果步驟一中的該進程模塊中的接收模塊的標識與數據存儲模塊的標識不相等，將該進程模塊中的數據存儲模塊的本地數據中的待發送數據進行復制并存儲到該進程模塊中的發送數組模塊中；將該進程模塊中的發送數組模塊中的復制的待發送數據發送到其余進程模塊中的接收模塊；對步驟一中的該進程模塊中的數據存儲模塊的本地數據進行計算；步驟四：其余進程模塊中的接收模塊接收從步驟一中的該進程模塊中的發送數組模塊中的復制的待發送數據，將其余進程模塊中的接收模塊中的復制的待發送數據復制存儲到相對應進程模塊中的數據存儲模塊；步驟五：對其余進程模塊中的數據存儲模塊接收的復制的待發送數據進行計算得到計算結果，同時將步驟一中的該進程模塊中的接收數組模塊的標識設置為與步驟一中的該進程模塊中的存儲數組模塊的標識相等。

上述用于高性能并行計算的數據存儲封裝方法中，在步驟二中，對數據存儲模塊的本地數據進行計算包括邏輯計算或加減乘除計算。

上述用于高性能并行計算的數據存儲封裝方法中，在步驟三中，對步驟一中的該進程模塊中的數據存儲模塊的本地數據進行計算包括邏輯計算或加減乘除計算。

上述用于高性能并行計算的數據存儲封裝方法中，在步驟五中，對其余進程模塊中的數據存儲模塊接收的復制的待發送數據進行計算包括邏輯計算或加減乘除計算。