| 摘要 | 第9-11页 |
| ABSTRACT | 第11-12页 |
| 第一章 绪论 | 第13-22页 |
| 1.1 研究背景 | 第13-16页 |
| 1.1.1 新型异构高性能计算系统的发展要求 | 第13-15页 |
| 1.1.2 应用领域异构大规模计算面临挑战 | 第15-16页 |
| 1.2 课题简介 | 第16-18页 |
| 1.2.1 课题来源 | 第16-17页 |
| 1.2.2 研究内容及创新点 | 第17-18页 |
| 1.3 研究现状 | 第18-20页 |
| 1.4 论文结构 | 第20-22页 |
| 第二章 Stencil结构化网格类计算与协处理器并行编程基础 | 第22-36页 |
| 2.1 基于Stencil计算的真实世界三维模型应用 | 第22-25页 |
| 2.2 MIC协处理器与天河 -2 号 | 第25-28页 |
| 2.2.1 MIC协处理器硬件及软件架构 | 第25-27页 |
| 2.2.2 天河-2 号系统概况 | 第27-28页 |
| 2.3 并行编程技术基础 | 第28-35页 |
| 2.3.1 OpenMP多线程技术与MPI并行编程 | 第28-31页 |
| 2.3.2 集群通信优化方法 | 第31-32页 |
| 2.3.3 MIC协处理器编程模式与性能优化 | 第32-35页 |
| 2.4 本章小结 | 第35-36页 |
| 第三章 单节点内多协处理器间的通信优化 | 第36-49页 |
| 3.1 编程模式和方法 | 第36-41页 |
| 3.1.1 基于Pragma的卸载模式 | 第36-38页 |
| 3.1.2 基于COI和SCIF的卸载模式 | 第38-40页 |
| 3.1.3 基于MPI-OpenMP的对称模式 | 第40-41页 |
| 3.2 三种编程方式的具体实现 | 第41-48页 |
| 3.2.1 基于Pragma的实现 | 第41-43页 |
| 3.2.2 基于COI和SCIF的实现 | 第43-47页 |
| 3.2.3 基于MPI-OpenMP的实现 | 第47-48页 |
| 3.3 本章小结 | 第48-49页 |
| 第四章 多节点上基于高效通信的混合编程模型 | 第49-59页 |
| 4.1 混合编程模型整体策略 | 第49-52页 |
| 4.2 负载均衡研究 | 第52-56页 |
| 4.2.1 子网格划分方式 | 第53-55页 |
| 4.2.2 子网格大小的确定 | 第55-56页 |
| 4.3 通信开销隐藏策略 | 第56-58页 |
| 4.4 本章小结 | 第58-59页 |
| 第五章 实验测试结果与分析 | 第59-71页 |
| 5.1 实验平台 | 第59-60页 |
| 5.2 节点内通信带宽测试与分析 | 第60-62页 |
| 5.3 真实世界的三维应用性能结果 | 第62-67页 |
| 5.3.1 单节点上的性能对比分析 | 第62-63页 |
| 5.3.2 多节点负载平衡测试与验证 | 第63-65页 |
| 5.3.3 多节点通信优化分析与性能对比 | 第65-67页 |
| 5.4 病态心脏细胞纳米精度的钙动力模拟 | 第67-70页 |
| 5.5 本章小结 | 第70-71页 |
| 第六章 总结与展望 | 第71-74页 |
| 6.1 总结 | 第71-72页 |
| 6.1.1 单节点内多协处理器的高效通信研究 | 第71页 |
| 6.1.2 多节点阵列上的混合异构编程研究 | 第71-72页 |
| 6.1.3 病态心脏细胞纳米精度上的钙动力模拟 | 第72页 |
| 6.2 展望 | 第72-74页 |
| 致谢 | 第74-75页 |
| 参考文献 | 第75-79页 |
| 作者在学期间取得的学术成果 | 第79页 |
