基于“嵩山”超级计算机系统的大规模管网仿真

供水管网仿真广泛应用于城市供水输配调度，是城市供水管网监测与维护的重要技术手段。由于在面向城市级的大规模管网中产生了海量的计算数据，因此在一般计算平台上无法满足管网仿真计算的算力需求。为提升城市级供水管网仿真的计算效率，提出一种有效的并行化方案。基于“嵩山”超级计算机系统采用中央处理器+数据缓存单元（CPU+DCU）架构，利用其在密集数据计算方面的优势，对“嵩山”超级计算机进行供水管网仿真。参照可移植性异构计算接口（HIP）异构编程模型，在“嵩山”超级计算机上实现供水管网仿真的异构计算，并结合管道数据分割方案，使用消息传递接口开启多进程以实现DCU加速数据通信传递。通过重定义数据类型解决计算过程中结构体传输问题，实现单节点内多DCU的大规模密集计算。在不同计算平台和多种计算策略仿真上的对比结果表明，与传统x86平台相比，该优化方案在小规模数据与大规模数据上的加速比分别达到5.269、10.760，与采用计算统一设备架构异构编程模型的传统GPU异构平台相比，计算性能有明显提高。