Page 83 - 《软件学报》2021年第8期

软件学报 ISSN 1000-9825, CODEN RUXUEW E-mail: jos@iscas.ac.cn
Journal of Software,2021,32(8):2365−2376 [doi: 10.13328/j.cnki.jos.006008] http://www.jos.org.cn
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面向异构计算的高性能计算算法与软件

1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
徐 顺 , 王 武 , 张 鉴 , 姜金荣 , 金 钟 1,2,3 , 迟学斌
1
(中国科学院 计算机网络信息中心,北京 100190)
2
(中国科学院 计算科学应用研究中心,北京 100190)
3 (广东省生物医药计算重点实验室(中国科学院 广州生物医药与健康研究院),广东 广州 510530)
通讯作者: 金钟, E-mail: zjin@sccas.cn

摘 要: 研发适应国产异构计算环境的高性能计算算法与软件是非常重要的课题,对我国高性能计算软件研发匹
配高性能计算硬件高水平发展的速度具有重要意义.首先,简要介绍高性能计算应用软件的现状、趋势和面临挑战,
并对几类典型高性能计算应用软件开展并行计算算法特征分析,涵盖了宇宙 N 体模拟、地球系统模式、计算材料
相场动力学、分子动力学、量子计算化学和格点量子色力学等多个问题、尺度和领域.其次,讨论了面向国产异构
计算系统的对策,提炼出若干典型应用算法和软件的共性问题,涉及核心算法、算法发展、优化策略等.最后,面向异
构计算体系结构,对高性能计算算法与软件进行了总结.
关键词: 高性能计算;异构计算;并行算法;科学计算软件
中图法分类号: TP301

中文引用格式: 徐顺,王武,张鉴,姜金荣,金钟,迟学斌.面向异构计算的高性能计算算法与软件.软件学报,2021,32(8):
2365–2376. http://www.jos.org.cn/1000-9825/6008.htm
英文引用格式: Xu S, Wang W, Zhang J, Jiang JR, Jin Z, Chi XB. High performance computing algorithm and software for
heterogeneous computing. Ruan Jian Xue Bao/Journal of Software, 2021,32(8):2365−2376 (in Chinese). http://www.jos.org.cn/
1000-9825/6008.htm

High Performance Computing Algorithm and Software for Heterogeneous Computing

1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
XU Shun , WANG Wu , ZHANG Jian , JIANG Jin-Rong , JIN Zhong 1,2,3 , CHI Xue-Bin
1 (Computer Network Information Center, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
2 (Center of Scientific Computing Applications and Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
3 (Guangdong Provincial Key Laboratory of Biocomputing (Guangzhou Institutes of Biomedicine and Health, Chinese Academy of
Sciences), Guangzhou 510530, China)
Abstract: It is very important to develop high performance computing algorithm and software adapting China heterogeneous
supercomputer. This has also great significance in minimizing the gap between China’s HPC hardware and HPC software. Firstly, the
article briefly introduces current trend and challenges of high-performance computing application software and analyzes computing
algorithm characteristics of various typical high performance computing applications including N-body simulation in computing

∗ 基金项目: 国家重点研发计划(2016YFB0201701); 国家自然科学基金(41931183, 11871454); 中国科学院战略性先导科技专项
(C 类)(XDC01030200); 中国科学院“十三五”信息化专项(XXH13506-404, XXH13506-405); 广东省生物医药计算重点实验室资助项
目(2016B030301007)
Foundation item: National Key Research and Development Program of China (2016YFB0201701); National Natural Science
Foundation of China (41931183, 11871454); Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences (Category C)
(XDC01030200); Special Fund of the Chinese Academy of Sciences for Informatization Construction in 13th “Five-Year Plan”
(XXH13506-404, XXH13506-405); Guangdong Provincial Key Laboratory of Biocomputing (2016B030301007)
本文由“国产复杂异构高性能数值软件的研制与测试”专题特约编辑孙家昶研究员、李会元研究员推荐.
收稿时间: 2019-09-01; 修改时间: 2019-12-05; 定稿时间: 2020-01-22