Increasing the performance of the Wetland DEM Ponding Model using multiple GPUs
Notice bibliographique
Résumé
Due to the lack of conventional drainage systems on the Canadian Prairies, when excess water runs off the landscape because of the snow-melt and heavy rainfall, the water may be trapped in surface depressions ranging in size from puddles to permanent wetlands and may cause local flooding. Hydrological processes play an important role in the Canadian Prairies regions, and using hydrological simulation models helps people understand past hydrological events and predict future ones. In order to obtain an accurate simulation, higher-resolution systems and larger simulation areas are introduced, and those lead to the need to solve larger-scale problems. However, the size of the problem is often limited by available computational resources, and solving large systems results in unacceptable simulation durations. Therefore, improving the computational efficiency and taking advantage of available computational resources is an urgent task for hydrological researchers and software developers. The Wetland DEM Ponding Model (WDPM) was developed to model the distribution of runoff water on the Canadian Prairies. It helps determine the fraction of Prairie basins contributing flows to stream while these change dynamically with water storage in the depressions. In the WDPM, the water redistribution module is the most computationally intensive part. Previously, the WDPM has been developed to run in parallel with one CPU or one GPU that makes the water redistribution module more efficient. Multi-device parallel computing is a common method to increase the available computation resources and could effectively speed up the application with an appropriate parallel algorithm. This thesis develops a multiple-GPU parallel algorithm and investigates efficient data transmission methods compared to the CPU parallel and one-GPU parallel algorithm. A technique that overlaps communication with computation is applied to optimize the parallel computing process. Then the thesis evaluates the new implementation from several aspects. In the first step, the output summary and the output system are compared between the new implementation and the initial one. The solution shows significant convergence as the simulation processes, verifying the new implementation produces the correct result. In the second step, the multiple-GPU code is profiled, and it is verified that the algorithm can be re-organized to take advantage of multiple GPUs and carry out efficient data synchronization through optimized techniques. Finally, by means of numerical experiments, the new implementation shows performance improvement when using multiple GPUs and demonstrates good scaling. In particular, when working with a large system, the multiple-GPU implementation produces correct output and shows that there is around 2.35 times improvement in the performance compared using four GPUs with using one GPU.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».