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【24h】

Numerical ocean modeling and simulation with CUDA

机译：使用CUDA进行海洋数值模拟和仿真

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ROMS is software that models and simulates an ocean region using a finite difference grid and time stepping. ROMS simulations can take from hours to days to complete due to the compute-intensive nature of the software. As a result, the size and resolution of simulations are constrained by the performance limitations of modern computing hardware. To address these issues, the existing ROMS code can be run in parallel with either OpenMP or MPI. In this work, we implement a new parallelization of ROMS on a graphics processing unit (GPU) using CUDA Fortran. We exploit the massive parallelism offered by modern GPUs to gain a performance benefit at a lower cost and with less power. To test our implementation, we benchmark with idealistic marine conditions as well as real data collected from coastal waters near central California. Our implementation yields a speedup of up to 8x over a serial implementation and 2.5x over an OpenMP implementation, while demonstrating comparable performance to a MPI implementation.
机译：ROMS是使用有限差分网格和时间步长对海洋区域进行建模和仿真的软件。由于该软件的计算密集型特性，因此ROMS仿真可能需要数小时至数天才能完成。结果，模拟的大小和分辨率受到现代计算硬件性能限制的限制。为了解决这些问题，可以将现有的ROMS代码与OpenMP或MPI并行运行。在这项工作中，我们使用CUDA Fortran在图形处理单元（GPU）上实现了ROMS的新并行化。我们利用现代GPU提供的大规模并行性，以更低的成本和更低的功耗获得性能优势。为了测试我们的实施情况，我们以理想的海洋条件以及从加利福尼亚中部附近沿海水域收集的真实数据作为基准。我们的实现可将串行实现的速度提高8倍，将OpenMP实现的速度提高2.5倍，同时展现出与MPI实现可比的性能。

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