基于MPI的分布式水循環模型并行計算性能研究

作者：向東,周祖昊,袁勝,秦澤寧,劉佳嘉,朱家松

摘要：為滿足分布式水文模型快速模擬的需要,引入并行計算技術。基于MPI編程模型實現了WEP-L分布式水循環模型產流模塊的并行編程,采取子流域任務劃分和對等模式實現了模型的并行設計。為了減少進程間的通信時間,在產流計算之前,數據按隨年、月、日變化以及不隨時間變化分成四類,分批進行通信;產流計算完成之后,采用聚合通信方式中的數據收集,快速統計結果。模型并行化后應用于黃河流域,結果如下:(1)隨著參與計算的進程數增加,并行計算的加速比呈先增加后減少的趨勢,并行效率隨進程數增加呈線性下降趨勢。(2)模型并行性能受通信開銷制約,當通信開銷增量大于產流計算時間減少量時,加速比達到峰值4.8。

發文機構：華北水利水電大學 中國水利水電科學研究院流域水循環模擬與調控國家重點實驗室 深圳大學土木與交通工程學院

關鍵詞：分布式水循環模型MPI并行計算加速比并行效率distributed water cycle modelMPIparallel computingspeedup ratioparallel efficiency

分類號： P333.9[天文地球—水文科學]O246[天文地球—地球物理學]