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基于定点压缩技术的双层粒子网格算法
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2021-05-13
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现代夭体物理学的硏究离不开大规模 N-body模拟。N-body模拟常用的算法之一是粒子网格（ Particle-mesh，PM算法，但是PM算法需要消耗较多的内存容量。内存限制成为了 N-body模拟在现代超算平台大规模扩展的瓶颈。因此，文中使用了利用定点压缩技术减少内存消耗的方法，将存储每个N-body粒子相空间的内存消耗减少到最低6个字节，比传统PM算法低近一个数量级。文中实现了基于定点压缩技术的双层粒子网格算法，并使用包括混合精度计算、通信优化在内的方法对其性能进行了优化。这些优化技术显著降低了定点压缩带来的性能损耗，将压缩和解压在程序总耗时中的占比从21%降低至8%，并且在核心计算热点上达到了最高2.3倍的加速效果，使得程序在较低的内存消耗下保持较高的计算效率和扩展性。
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