面向国产100PF计算机的高效基础算法库研究

Basic algorithms have shown their powerful bonding capacity between making full use of HPC and solving applied PDE-based problem effectively and efficiently, whose.implementation depends on interdisciplinary research team among applied problem, computational algorithm and computer architecture..Based on domestic 100PF heterogeneous computer, this project will delve into interdisciplinary research among science and engineering applications, numerical algorithms and computer science. It will make efforts to design and implement new Krylov subspace iteration methods; new multi-grid and domain decomposition methods specially designed for scalability and numerical efficiency; new eigenproblem solver; acceleration algorithm for large spatial-temporal scale MD simulations; .Scalable KMC methods; fundamental computation and communication library for the domestic 100PF heterogeneous supercomputer; and fault tolerance algorithms for high performance computing. It is expected to deliver a basic algorithm library on domestic 100PF heterogeneous supercomputer, including linear and eigen solver and other modules as described above. Meanwhile, one or two demonstration application will be provided.

基础算法是挖掘高性能计算机潜力和满足实际问题需求的重要模块，其高效性依赖于应用领域、计算方法、硬件体系结构等多领域的交叉与合作。.本项目围绕重要科学应用、数值算法、计算机科学三个领域间的相互关联与耦合，面向国产100PF级异构计算机研究开发基础算法库，具体包括：研究面向国产100PF异构计算机的新型Krylov子空间迭代方法；综合计算量和计算密度，在数值最优性和并行可扩展性等指标，设计新型多重网格和区域分解算法；研究稠密/稀疏矩阵特征值求解的新型算法，研究稀疏矩阵特征值求解丢值和伪值的验证和解决算法；研究面向大时空尺度下MD加速并行算法、KMC算法设计与算法可扩展性问题。研究面向国产异构计算机的通讯与计算核心库，以及高性能计算容错机制。.预期研究成果：符合国产100PF级异构计算机体系结构的基础算法库，包括线性求解、矩阵特征值等多个模块，根据重点应用需求，完成1-2个算法验证示范。

基础算法是挖掘高性能计算机潜力和满足实际问题需求的重要模块，其高效性依赖于应用领域、计算方法、硬件体系结构等多领域的交叉与合作。 本项目围绕重要科学应用、数值算法、计算机科学三个领域间的相互关联与耦合，完成了面向国 产100PF级异构计算机研究开发基础算法库，具体包括：研究面向国产100PF异构计算机的新型 Krylov子空间迭代方法；综合计算量和计算密度，在数值最优性和并行可扩展性等指标，设计 新型多重网格和区域分解算法；研究稠密/稀疏矩阵特征值求解的新型算法，研究稀疏矩阵特征值求解丢值和伪值的验证和解决算法；研究面向大时空尺度下MD加速并行算法、KMC算法设 计与算法可扩展性问题。研究面向国产异构计算机的通讯与计算核心库，以及高性能计算容错机制。 研究成果：符合国产100PF级异构计算机体系结构的基础算法库，包括线性求解、矩阵特征值等多个模块，共计软件包11款，并移植PETSc、Scalapack等适用性较强的开源软件包。完成了三峡大坝整体静力分析、合金微结构演化模拟等示范性应用七项。