[發明專利]基于WRF模式的GPU移植方法、裝置、設備和存儲介質

在審

• 申請號: 202010564168.0
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111580848A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 周康明;李震坤
• 申請（專利權）人: 上海眼控科技股份有限公司
• 主分類號: G06F8/65
• 分類號: G06F8/65;G06F8/71
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 曹瀚青

本申請涉及一種基于WRF模式的GPU移植方法、裝置、設備和存儲介質。該方法包括：獲取目標函數所需的輸入參數；目標函數為WRF模式執行程序中的功能函數，用于實現WRF模式的氣象數據處理過程；根據輸入參數執行目標函數對應的CPU版本和GPU版本，得到CPU版本的執行結果和GPU版本的執行結果；將CPU版本的執行結果和GPU版本的執行結果進行比較，當比較結果滿足預設條件時，將GPU版本進行存儲，完成WRF模式的GPU移植過程；預設條件用于表征GPU版本的執行性能。由此通過對比CPU版本和GPU版本的執行結果高效率完成GPU版本的移植過程，后續由GPU版本執行WRF模式的氣象數據處理過程時，可大大提高相應的執行性能，對當前WRF模式的計算需要提供良好的數據基礎。

技術領域

本申請涉及氣象科學技術領域，特別是涉及一種基于WRF模式的GPU移植方法、裝置、設備和存儲介質。

背景技術

隨著氣象科學的發展，數值預報(numerical weather prediction)已成為提高氣象預報能力的核心技術，數值模式則是開展數值預報不可或缺的工具。WRF(The WeatherResearch and Forecasting Model)模式是天氣預報中常用的數值模式，該模式中的微物理模塊WSM6(WRF-Single-Moment 6-Class)是一種高度計算密集型模塊，當前WSM6模塊的計算過程多是基于CPU架構來執行的。

現如今，WRF模式向著更高分辨率、更復雜物理過程、集合預報、多模式耦合的方向發展，則其對計算機處理能力的要求也越來越高。因此，現有的CPU架構已不能滿足WRF模式的計算需要。

發明內容

基于此，有必要針對傳統技術中現有的CPU架構已不能滿足WRF模式的計算需求的問題，提供一種基于WRF模式的GPU移植方法、裝置、設備和存儲介質。

一種基于WRF模式的GPU移植方法，該方法包括：

獲取目標函數所需的輸入參數；目標函數為WRF模式執行程序中的功能函數，用于實現WRF模式的氣象數據處理過程；

根據輸入參數執行目標函數對應的CPU版本和GPU版本，得到CPU版本的執行結果和GPU版本的執行結果；

將CPU版本的執行結果和GPU版本的執行結果進行比較，當比較結果滿足預設條件時，將GPU版本進行存儲，完成WRF模式的GPU移植過程；預設條件用于表征GPU版本的執行性能。

在其中一個實施例中，目標函數包括WSM6函數；在獲取目標函數所需的輸入參數之前，上述方法還包括：

執行WRF模式執行程序中氣象數據的預處理過程，得到WSM6函數所需的輸入參數，并將輸入參數保存至存儲文件。

在其中一個實施例中，獲取目標函數所需的輸入參數，包括：

通過執行移植主程序，從存儲文件中獲取目標函數所需的輸入參數。

在其中一個實施例中，在根據輸入參數執行目標函數對應的CPU版本和GPU版本之前，上述方法還包括：

采用預設的GPU版本規則對目標函數對應的CPU版本進行改寫，得到GPU版本；該GPU版本規則包括CUDA規則和/或OpenACC規則，GPU版本的調用接口與CPU版本的調用接口相同。

在其中一個實施例中，根據輸入參數執行目標函數對應的CPU版本和GPU版本，得到CPU版本的執行結果和GPU版本的執行結果，包括：

執行移植主程序，通過調用接口將輸入參數傳入目標函數對應的CPU版本，執行CPU版本得到對應的執行結果；

執行移植主程序，通過調用接口將輸入參數傳入目標函數對應的GPU版本，執行GPU版本得到對應的執行結果。