并行计算在多核平台上的实现与应用研究

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1、2013年第22卷第12期http：

2、{．C—S—a．org．ca计算机系统应用并行计算在多核平台上的实现与应用研究①秦书茂，叶海建(中国农业大学信息与电气工程学院，北京100083)摘要：多核CPU在当前已成为Pc机的常规配置，为了充分发挥Pc机的性能，以提高应用软件的运行速度，本文针对如何在多核CPU上实现并行计算进行了研究，将其应用到薄层水流流速参数的虚拟正态边界模型计算中．经实例测试验证，采用双核、四核并行计算的模型求解速度分别是单核情况下的1．4倍、2．4倍核心数越多，倍数越大．关键词：多核；并行：薄层水流流速ApplicationandRealizatio

3、nResearchofParallelComputingonMulti—CorePlatformQINShu-Mao，YEHai-Jian(CollegeofInformationandElectricalEngineering，ChinaAgricultureUniversity,Beijing100083，China)Abstract：Inthecurrent，Multi—coreCPUhasbecomethegeneralconfigurationofthePC．InordertogivefullplaytotheperformanceofthePCandimp

4、rovetherunningspeedofapplicationsoftware，howtoparallelcomputingonthemulti-coreCPUisstudiedinthispaper．Theresearchisappliedintothecalculationofshallowwaterflowvelocitymeasurementmodelwithvirtualboundarycondition．Thetestresultshowedthattherunningspeedondual—coreCPUandonquad—coreCPUis1．4ti

5、mesand2．3timesfasterthanmatonthesingle—coreCPU．whichindicatesthemorethenumberofcores，thegreaterthemultiplies．Keywords：multi-core；parallel；shallowflowvelocity目前，普通PC配置双核、四核，甚至八个核的多也可共享高速缓冲存储器，但内存是每个核心共享的．核CPU已经十分常见．多核CPU是在单个处理器芯片串行程序在多核处理器上同一时刻只能在一个核内实现了两个或者更多的“执行核”．实际上，这些执心上运行，没有充分发挥多核处

6、理器拥有多个核心的行核都是相互独立的处理器，只是位于同一块芯片而潜能．程序必须采用多线程的方式，才能够同一时刻己【I1．也就是说普通PC上实际已经配置了多块“处理在多个核心运行。实现并行计算．多核并行计算可以器”，拥有了多个计算单元，能够进行单机的多核并行充分利用多核处理器资源，能够加速应用程序的计算．计算，这为在PC机上实现并行计算提供硬件基础．但目前，基于这种内存共享的多核并行计算有一个是，由于基于多核的并行技术还不为人们所熟知．因普遍接受的编程模式OpenMEOpenMP编程模式是计此基于多核并行技术的应用软件还很少见l2】．算机硬件和软件厂商于1997年10月

7、联合定义发表的共享内存编程应用程序接口的工业标准协议[31．它对1多核并行计算技术多核心的处理器进行了抽象，编程者不需要关心线程多核并行计算的硬件基础是多核处理器．多核处的创建、调度、同步及销毁等，方便了并行程序的实理器是由两个或两个以上完整的计算引擎(内核)集成现，增强了并行程序可移植性和扩展性．在一个芯片上的处理器．多核处理器中的每个核心都OpenMP并不是编程语言。而是现有语言的扩展，是一个单独的处理器，可有独立的高速缓冲存储器，是应用编程的接口，支持粗粒度(函数级别)及细粒度①收稿时间：2013-05-03；收到修改稿时间：2013-05-27Research

8、andDevelopment研究开发177计算机系统应用http：／／www．c-S—a．org．cn2013年第22卷第12期(循环级别)的并行，可以在C／C++或Fortran中以编译轴向移动承担的计算工作量远远大于其他步骤，是整指令的形式出现【41．编程人员通过简单的编译指令就个计算性能的瓶颈．可增量开发并行程序．用OpenMP并行程序采用fork-join的方式运行．3多核并行计算应用程序启动时以单个进程启动，运行到并行区时flork出并行计算中对应用程序分解问题的主要方式有三一定数目的线程．线程运行并行区代码，被调度到不种：任务分解、数据分