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CAMx平流模块GPU CUDA移植优化

CAMx平流模块GPU CUDA移植优化

本文是对Cao et al.(2023)论文的进一步解读。GPU移植方案移植路线：Fortran代码先改成C代码，然后进一步使用CUDA C扩展改写。Fortran到C转换Fortran到C手动重写（可以借助一些转换工具）需要注意以下几点：实际上就是C/Fortran的符号链接、传参方式、数据类型对应、等价库函数以及存储方式。标准C到CUDA C转换由于Fortran不能直接调用CUDA C kernels，需要一个C接口程序用于传递参数和数据。优化手段减少CPU-GPU通信频率原来PPM平流方案Fortran实现方式不适合GPU计算。如下图所示，PPM水平平流以一维方式实现，先做x方向，再做y方向。比如x方向，核心程序hadvppm是针对x方向的一行数据进行计算，在四重嵌套循环（垂直层/平流时间子步/y方向/平流物种）内调用该程序。如果简单改写为C和CUDA C，每次只传输一行数据到GPU计算，CPU-GPU通信频繁且传输数据量小。因此，重构PPM实现，将hadvppm改写为对3D场一次性做x方向的PPM计算，这就要求将传递数据保存到三维或四维数组中，一次性传给GPU。GPU线...

2025年03月22日

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CAMx平流模块GPU HIP移植优化

CAMx平流模块GPU HIP移植优化

Cao et al.(2024)发表了空气质量模型CAMx模式PPM（Piecewise Parabolic Method）平流模块在国产GPU加速器上使用HIP编程接口移植优化工作,是Cao et al.(2023) CUDA C优化工作的后续。硬件和编程模型文中所述的国产GPU加速器估计是曙光的DCU加速器。试验平台包括NVIDIA GPU和国产GPU，软硬件配置见下图国产GPU的显存是16GB的HBM2。Songshan超算和Taiyuan超算的国产GPU通过PCIe与CPU连接，主存和显存之间的数据传输峰值带宽分别为16GB/s和32GB/s。ROCm-HIP是AMD为其GPU设备开发的编程接口，对标NVIDIA的CUDA。两者使用非常类似，大多数情况下cuda c API接口cuda前缀替换为hip即可适用于AMD GPU。因此，有一个perl脚本工具HIPIFY可以将cuda c程序转换成hip程序。国产GPU只能使用HIP，不能使用CUDA。异构实现路线CAMx模式由Fortran语言编写，支持MPI+OpenMP。为了能够在GPU平台运行，需要先将其改写为C代码，...

2025年03月22日

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ECMWF Hybrid 2024项目

ECMWF Hybrid 2024项目

ECMWF内部项目"Hybrid 2024"支持IFS模式在GPU加速器上运行，项目目标是在2025年中期将IFS模式主要部分移植到GPU上。IFS模式组成：项目采用多种移植手段，包括源到源翻译工具（Loki）FIELD API （Atlas库）管理数据offload到加速设备编译指令模型，比如OpenACC和OpenMP有限的底层编程模型，CUDA/HIP项目进展如下表所示：参考资料Hybrid 2024 - Preparing IFS for HPC accelerator architecturesECMWF: Status and Plans

2024年12月12日

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tqymnonccc打酱油
2024-09-27

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toibdpojay打酱油
2024-09-22

博主真是太厉害了！！！
yvctxyevvw打酱油
2024-09-22

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frezhwzwuq打酱油
2024-09-22

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