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GPU加速的空间天气预报
科学计算 2018/04/20 20:00:00
课程讲师
都志辉 计算机系副教授

博士,清华大学计算机系副教授。长期从事高性能计算、网格计算以及云计算体系结构、算法与应用方面的教学与研究工作。作为项目负责人和主要参加者完成了40余项上述领域的科研项目,出版了国内第一本介绍MPI并行程序设计的图书《高性能计算并行编程技术-MPI并行程序设计》,合作出版了国内第一本网格计算领域的图书《网格计算》,作为主要成员完成了国内第一个HPF编译器的设计与实现。作为主要完成人设计实现了“自强2000”,“深超-21C”等多台集群式超级计算系统,完成了大量在超级计算系统上的并行算法设计与优化工作,显著提高了多个领域应用实用程序的性能。发表学术论文160余篇,出版图书7部,是IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems以及Journal of Parallel and Distributed Computing的编委(Associate Editor),是40余个本领域国际会议的程序委员会成员。他积极开展广泛的国际国内科研合作,与国际团队合作完成的高灵敏度CBC引力波数据处理流水线GPU SPIIR Pipeline

都志辉
计算机系副教授

博士,清华大学计算机系副教授。长期从事高性能计算、网格计算以及云计算体系结构、算法与应用方面的教学与研究工作。作为项目负责人和主要参加者完成了40余项上述领域的科研项目,出版了国内第一本介绍MPI并行程序设计的图书《高性能计算并行编程技术-MPI并行程序设计》,合作出版了国内第一本网格计算领域的图书《网格计算》,作为主要成员完成了国内第一个HPF编译器的设计与实现。作为主要完成人设计实现了“自强2000”,“深超-21C”等多台集群式超级计算系统,完成了大量在超级计算系统上的并行算法设计与优化工作,显著提高了多个领域应用实用程序的性能。发表学术论文160余篇,出版图书7部,是IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems以及Journal of Parallel and Distributed Computing的编委(Associate Editor),是40余个本领域国际会议的程序委员会成员。他积极开展广泛的国际国内科研合作,与国际团队合作完成的高灵敏度CBC引力波数据处理流水线GPU SPIIR Pipeline

易成 NVIDIA 高级系统架构师

负责HPC和DL应用的GPU计算系统架构设计,具有6年高性能计算领域从业经验,专注于高性能计算系统架构设计和应用研究,以及基于CUDA/OpenACC将高性能计算应用程序移植到GPU,实现加速计算的方法和性能优化。

易成
NVIDIA 高级系统架构师

负责HPC和DL应用的GPU计算系统架构设计,具有6年高性能计算领域从业经验,专注于高性能计算系统架构设计和应用研究,以及基于CUDA/OpenACC将高性能计算应用程序移植到GPU,实现加速计算的方法和性能优化。

课程提纲
  • 空间天气预报的意义和挑战
  • 大型科学应用程序在GPU上优化的难点
  • 如何利用GPU来实现实时空间天气预报
  • NVIDIA GPU在高性能领域的应用
  • NVIDIA Tesla Volta GPU核心架构和特点
  • NVIDIA DGX系统架构与高性能计算
  • GPU集群运维和作业调度
课程简介

空间天气的变化,不仅会影响到我们的日常生活(GPS信号的稳定性)和空间科学活动(航天器的发射等),而且会对地球环境产生直接的影响,因此空间天气预报具有重要的意义。

空间天气预报问题可以抽象为磁流体动力学(MHD)问题。由于其复杂性,许多方法都采用不同形式的近似来进行求解,但是这对最终解的精度有较大的影响。PPMLR-MHD方法可以保证有更高阶的空间精度和更小的数值耗散度,但是也面临着更大的计算挑战,我们采用GPU集群来解决这一实际的大型计算密集型应用问题,采用混合MPI+OpenACC+CUDA编程,GPU的直接内存访问,Streaming,数据重组等手段,实现了大幅度的性能提升,满足了实时空间天气预报的要求。

智东西联合NVIDIA推出「NVIDIA实战营」,共计4期,6位讲师参与。4月20日晚8点,智东西联合NVIDIA组织的NVIDIA实战营第四期将开讲,主题为《GPU加速的空间天气预报》,由清华大学计算机系副教授都志辉、NVIDIA高级系统架构师易成共同主讲。

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