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現(xiàn)代夭體物理學的硏究離不開大規(guī)模 N-body模擬。N-body模擬常用的算法之一是粒子網(wǎng)格（ Particle-mesh，PM算法，但是PM算法需要消耗較多的內(nèi)存容量。內(nèi)存限制成為了 N-body模擬在現(xiàn)代超算平臺大規(guī)模擴展的瓶頸。因此，文中使用了利用定點壓縮技術(shù)減少內(nèi)存消耗的方法，將存儲每個N-body粒子相空間的內(nèi)存消耗減少到最低6個字節(jié)，比傳統(tǒng)PM算法低近一個數(shù)量級。文中實現(xiàn)了基于定點壓縮技術(shù)的雙層粒子網(wǎng)格算法，并使用包括混合精度計算、通信優(yōu)化在內(nèi)的方法對其性能進行了優(yōu)化。這些優(yōu)化技術(shù)顯著降低了定點壓縮帶來的性能損耗，將壓縮和解壓在程序總耗時中的占比從21%降低至8%，并且在核心計算熱點上達到了最高2.3倍的加速效果，使得程序在較低的內(nèi)存消耗下保持較高的計算效率和擴展性。
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