Современные компьютерные системы, от обычного ноутбука до вычислительного кластера, рассчитаны на параллельную обработку данных. Поэтому, чем полнее программы задействуют эту возможность, тем больше у них шансов раскрыть потенциал существующих аппаратных решений. Однако, прежде чем переходить к параллельной схеме исполнения кода, этот код должен максимально эффективно работать в однопоточном режиме. Иначе увеличение числа потоков не даст ожидаемого роста производительности.
Оптимизации, которые влияют на скорость вычислений при использовании любого числа потоков, сводятся к учёту в коде особенностей процессорных архитектур, наборов инструкций, к поиску наиболее рациональных способов работы с разными видами памяти. Помощь в подобной оптимизации способен оказать, например, подход к исследованию производительности методом «сверху вниз» с использованием низкоуровневых данных о системных событиях, которые преобразуются в доступные для анализа и практического применения высокоуровневые показатели.
Здесь мы рассмотрим методику оптимизации вычислений, связанных с моделированием течений многофазных жидкостей в пористых средах по методике, предложенной в этой работе. Речь идёт о численном методе решения дифференциальных уравнений гиперболического типа в частных производных.
Читать полностью »
