软件学报

作者：黎雷生，杨文浩，马文静，张娅，赵慧，赵海涛，李会元，孙家昶

单位：黎雷生，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 100190;计算机科学国家重点实验室(中国科学院 软件研究所), 北京 10019011,杨文浩，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 10019002,马文静，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 100190;计算机科学国家重点实验室(中国科学院 软件研究所), 北京 10019003,张娅，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 100190;计算机科学国家重点实验室(中国科学院 软件研究所), 北京 10019004,赵慧，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 10019005,赵海涛，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 100190;计算机科学国家重点实验室(中国科学院 软件研究所), 北京 10019006,李会元，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 100190;计算机科学国家重点实验室(中国科学院 软件研究所), 北京 10019007,孙家昶，中国科学院 软件研究所 并行软件与计算科学实验室, 北京 100190;计算机科学国家重点实验室(中国科学院 软件研究所), 北京 10019008

关键词：复杂异构系统;平衡点理论;panel分解加速;连续流水线算法

基金：中国科学院战略性先导科技专项（C类）（XDC01030200）；国家重点研发计划（2018YFB0204404，2016YFB0200601）；国家自然科学基金（11871455，11971016）

当今世界的主流超级计算机越来越多地使用带有加速器的异构系统.随着加速器的浮点性能不断提高，超级计算机内计算节点的CPU、内存、总线、网络以及系统架构都要与之相适应.HPL（high performance Linpack）是高性能计算机评测的传统基准测试程序，复杂异构系统给HPL评测带来很多机遇与挑战.针对带有GPU的异构超级计算机系统，提出一套新的CPU与加速器计算任务分配方式，提出平衡点理论指导HPL性能优化.为了优化HPL程序，提出了使用CPU与加速器协同工作的look-ahead算法和行交换连续流水算法，实现了加速器、CPU、网络等部件的高度并行.此外，为带有加速器的系统设计了新的panel分解和行交换的实现方法，提高了加速器的利用率.在每个节点带有4个GPU的系统上，单节点HPL效率达到了79.51%.

来源：2021年第8期

《软件学报》期刊编辑部

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