计算机工程

作者：王华维, 刘若妍, 艾志玮, 曹轶

单位：1. 北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室, 北京 1000882. 中物院高性能数值模拟软件中心, 北京 100088

关键词：体绘制,多管线,两级并行,并行可扩展性,性能优化

基金：国家重点研发计划(2017YFB0202203)

针对数值模拟输出的大规模科学数据, 体绘制方法为了刻画复杂物理特征, 会进行高密度光线采样, 但由此带来了极大的计算开销和数据增量。在国产自主CPU高性能计算机上, 由于处理器单核的计算能力低于商业CPU, 只能使用更多的处理器核来分担体绘制任务, 从而引起了采样数据并行通信的可扩展性瓶颈。为充分利用国产自主CPU高性能计算机来高效完成体绘制任务, 针对大规模并行体绘制提出一种基于多绘制管线的性能优化技术, 通过多管线、多进程的两级并行模式来降低单条管线的并行规模。在大规模并行体绘制中, 该技术将绘制目标图像划分成多个子区域, 绘制进程则相应分组, 每个进程组独立执行一条绘制管线, 以完成图像相应子区域的绘制, 最后再收集所有的图像子区域, 形成完整图像并输出。实验结果表明, 优化后的体绘制算法在国产自主CPU高性能计算机上可以扩展到万核规模, 并能有效完成体绘制任务。

来源：2024年第8期

《计算机工程》期刊编辑部

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