Speaker
Dr
克龙 张
(Central China Normal University)
Description
格点量子色动力学是研究强相互作用非微扰性质的重要数值方法，也是超级计算机上的典型大规模科学计算应用。HISQ 等改进型费米子作用的 RHMC 组态生成过程需要反复执行Dirac 算子、Inverter和FermionForce计算等模块，对处理器的计算能力、内存带宽、节点内并行和节点间通信均提出了较高要求。与此同时，现代 CPU 平台在向量宽度、指令集、内存层次和编程接口方面日益多样化，使格点 QCD 软件既要实现面向特定平台的深度优化，也要保持跨架构可维护性。
本报告介绍格点 QCD 软件 QLOTUS 的开发背景、总体架构和阶段性进展。QLOTUS 面向多核 CPU 实现了 HISQ Smearing、Dslash、Inverter、Fermion Force 及完整 RHMC 演化流程，并采用 MPI、NUMA、OpenMP 与 SIMD 相结合的多层并行体系。报告将重点介绍项目在 ARM SVE 平台上的显式向量化方法，包括批处理数据布局、邻域访问、复数与 SU(3) 小矩阵运算，以及计算、通信和内存布局之间的协同设计。在此基础上，进一步介绍 VWrap 显式 SIMD 抽象及其与 QLOTUS 的集成，讨论如何将早期面向固定 SVE 向量宽度的实现扩展到 SVE、AVX-512、AVX2、SSE、NEON及可移植后端，使物理算法与具体指令集和向量宽度相分离。最后，报告将结合跨平台正确性验证和阶段性性能测试，讨论格点 QCD 软件 QLOTUS 后续功能开发、性能优化以及后续发展方向。
Primary author
Dr
克龙 张
(Central China Normal University)
