使用高性能Fortran进行科学编程：使用xHPF编译器的案例研究

摘要

最近，出现了第一个商用的高性能Fortran（HPF）子集编译器。本文报告了我们为Intel Paragon使用应用并行研究xHPF编译器1.2版的经验。在这个阶段，我们并不期望我们的HPF项目有很高的表现，即使表现最终对HPF的接受至关重要。相反，我们的主要目标是研究如何将大型fortran77（F77）程序转换为HPF，以便编译器生成合理高效的并行代码。我们报告了一个案例研究，指出了几个问题，并行代码与HPF；这些问题中的大多数通常会影响当前的HPF编译器技术，尽管有些问题是针对xHPF编译器的。我们从科学程序员的角度讨论我们的解决方案，并在Intel Paragon上展示计时结果。案例研究包括三个不同复杂度的并行程序。利用稠密矩阵积证明了数组的分布和嵌套循环的顺序对并行程序的性能有显著的影响。利用高斯消去法和部分旋转法研究了编译器的并行化策略。对于特定的数据分布，有多种方法可以构造此算法。这个例子显示了在生成一个高效的并行实现时，程序员需要付出多少努力来支持编译器。最后，我们用一个小的应用程序来说明，一个较大的程序的更复杂的结构可能会给并行化带来问题，即使该应用程序的所有子程序都很容易自己并行化。应用程序包括在结构化网格上的有限体积离散化和嵌套迭代求解器。我们的案例研究表明，虽然编译器需要程序员的大量支持，但使用xHPF可以获得相当有效的并行程序。

科学规划

高性能Fortran应运而生

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