Implementación de Coarrays en Fortran de Partículas de Aire Convectadas Semi-Lagrangianas dentro de un Modelo Atmosférico
Autores: Rasmussen, Soren; Gutmann, Ethan D.; Moulitsas, Irene; Filippone, Salvatore
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Implementación de Coarrays en Fortran de Partículas de Aire Convectadas Semi-Lagrangianas dentro de un Modelo Atmosférico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Partículas de aire convectadas
Modelo ICAR
Coarrays de Fortran
Interpolación trilineal
Humedad
Fuerzas de flotación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo añadió partículas de aire convectadas semi-Lagrangianas al modelo de Investigación Atmosférica de Complejidad Intermedia (ICAR). El modelo ICAR es un modelo atmosférico simplificado que utiliza un escalado cuasi-dinámico para obtener un mejor rendimiento en comparación con modelos atmosféricos más tradicionales. El modelo ICAR utiliza coarrays de Fortran para dividir el dominio entre imágenes y manejar la comunicación de la región de halo de las regiones de frontera de la imagen. Las partículas de aire convectadas recién implementadas utilizan interpolación trilineal para calcular propiedades iniciales del dominio euleriano y calcular fuerzas de humedad y flotabilidad a medida que el modelo se ejecuta. Este artículo investigó el costo de rendimiento y los atributos de escalado de la ejecución de partículas de aire no saturadas y saturadas en comparación con el modelo original sin partículas. Se realizó un análisis en profundidad sobre los patrones de comunicación y el rendimiento de las partículas de aire semi-Lagrangianas, así como el costo de rendimiento de una variedad de condiciones iniciales como la velocidad del viento y las relaciones de mezcla de saturación. Este estudio encontró que, dado un aumento lineal en el número de partículas comunicadas, hay una disminución inicial en el rendimiento, pero luego se estabiliza, lo que indica que durante el tiempo de ejecución del modelo, hay un costo inicial de comunicación de partículas, pero que los beneficios computacionales lo compensan rápidamente. El estudio proporcionó información sobre el número de procesadores requeridos para amortizar el costo computacional adicional de las partículas de aire.
Descripción
Este trabajo añadió partículas de aire convectadas semi-Lagrangianas al modelo de Investigación Atmosférica de Complejidad Intermedia (ICAR). El modelo ICAR es un modelo atmosférico simplificado que utiliza un escalado cuasi-dinámico para obtener un mejor rendimiento en comparación con modelos atmosféricos más tradicionales. El modelo ICAR utiliza coarrays de Fortran para dividir el dominio entre imágenes y manejar la comunicación de la región de halo de las regiones de frontera de la imagen. Las partículas de aire convectadas recién implementadas utilizan interpolación trilineal para calcular propiedades iniciales del dominio euleriano y calcular fuerzas de humedad y flotabilidad a medida que el modelo se ejecuta. Este artículo investigó el costo de rendimiento y los atributos de escalado de la ejecución de partículas de aire no saturadas y saturadas en comparación con el modelo original sin partículas. Se realizó un análisis en profundidad sobre los patrones de comunicación y el rendimiento de las partículas de aire semi-Lagrangianas, así como el costo de rendimiento de una variedad de condiciones iniciales como la velocidad del viento y las relaciones de mezcla de saturación. Este estudio encontró que, dado un aumento lineal en el número de partículas comunicadas, hay una disminución inicial en el rendimiento, pero luego se estabiliza, lo que indica que durante el tiempo de ejecución del modelo, hay un costo inicial de comunicación de partículas, pero que los beneficios computacionales lo compensan rápidamente. El estudio proporcionó información sobre el número de procesadores requeridos para amortizar el costo computacional adicional de las partículas de aire.