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內容簡介

　　《MIC高性能計算編程指南》是全球第一本全面介紹MIC軟硬件體系架構、應用及編程開發(fā)優(yōu)化的書籍。書中介紹了使用MIC進行通用計算所需要了解的硬件架構、語法、程序優(yōu)化技巧等知識，是進行MIC高性能與通用計算程序開發(fā)的入門教材和參考書?！禡IC高性能計算編程指南》共分12章。第1章介紹高性能計算的發(fā)展歷程；第2章深入介紹MIC的軟硬件架構；第3章介紹MIC編程環(huán)境的搭建；第4章引入一個簡單的MIC實例；第5章簡要介紹與MIC編程相關的OpenMP和MPI相關知識；第6章詳細講解了MIC編程的語法；第7章介紹MIC編程用到的工具軟件；第8章介紹MIC可以使用的數學庫及其用法；第9章詳細講解如何優(yōu)化MIC程序，從多個方面系統(tǒng)闡述了MIC優(yōu)化的方式和方法；第10章通過一個典型的矩陣乘法示例，展示MIC優(yōu)化方法的應用；第11章介紹將MIC技術應用于工程中的流程和方法；第12章引入兩個實際工程的例子，講解如何將MIC技術應用于實際生產過程當中。《MIC高性能計算編程指南》可作為MIC的入門學習和編程參考書，主要面向從事高性能計算的程序員與工程師、MIC加速計算專業(yè)領域的科研人員，以及對MIC通用計算感興趣的程序員，也可作為開設相關課程的高等院校與科研機構的教材。

作者簡介

　　王恩東，浪潮-Intel中國并行計算聯(lián)合實驗室主任，研究員，國務院特殊津貼專家，“863”計劃領域專家，高效能服務器和存儲技術國家重點實驗室主任、浪潮集團高級副總裁，兼任國際信息處理聯(lián)合會（IFIP）中國委員會主席、中國計算機學會副理事長等職，獲國家科技進步獎3項，并獲何梁何利獎，發(fā)明專利26項。張清，浪潮-Intel中國并行計算聯(lián)合實驗室首席工程師，浪潮HPc應用技術經理，主要從事高性能計算、并行計算，研究CPU多核、GPU、MIC眾核技術，曾在生命科學、石油、氣象、金融等HPC領域主持多個異構并行計算項目。沈鉑，浪潮-Intel中國并行計算聯(lián)合實驗室應用研發(fā)資深工程師，主要從事高性能算法、軟件開發(fā)與優(yōu)化等方面的技術研究與應用工作，具有多年的生命科學、石油物探、氣象等領域開發(fā)調優(yōu)經驗。張廣勇，內蒙古大學計算機體系結構專業(yè)碩士，現(xiàn)任浪潮-Intel中國并行計算聯(lián)合實驗室研發(fā)工程師，主要從事GPU／MIC高性能應用軟件的開發(fā)優(yōu)化工作，具有豐富的項目開發(fā)經驗，并在國內外會議期刊發(fā)表多篇優(yōu)秀論文。盧曉偉，大連理工大學計算機應用技術碩士，浪潮-Intel中國并行計算聯(lián)合實驗室應用研發(fā)資深工程師，主要從事多個科學領域的算法移植、優(yōu)化等工作，具有豐富的高性能異構協(xié)同計算開發(fā)經驗。

圖書目錄

序一
序二
前言
第一篇 MIC基礎篇

第1章 MIC高性能計算
1.1 多核、眾核計算的發(fā)展
1.2 MIC技術簡介
1.3 為什么要選擇MIC
1.3.1 SMP
1.3.2 集群（cluster）
1.3.3 GPGPU
第2章 MIC硬件及軟件架構
2.1 MIC硬件架構
2.1.1 術語解析
2.1.2 MIC硬件架構概覽
2.1.3 MIC Core
2.1.4 環(huán)形互聯(lián)總線Ring
2.1.5 CLOCK
2.1.6 頁表（Page Tables）
2.1.7 系統(tǒng)接口
2.1.8 性能監(jiān)控單元和事件管理器
2.1.9 電源管理
2.2 MIC軟件架構
2.2.1 概述
2.2.2 Bootstrap
2.2.3 Linux加載器
2.2.4 微操作系統(tǒng)（OS）
2.2.5 對稱通信接口（SCIF）
2.2.6 主機驅動
2.2.7 sysfs節(jié)點
2.2.8 MPI應用的MIC軟件棧
2.2.9 應用編程接口（API）
第3章 MIC安裝、環(huán)境配置
3.1 MIC環(huán)境配置
3.1.1 前期準備
3.1.2 安裝Host端的Linux操作系統(tǒng)
3.1.3 安裝MIC驅動
3.1.4 安裝在MIC上編譯C/C++的編譯器
3.2 SDK示例運行
第4章第一個MIC實例——計算PI
第5章 OpenMP和MPI編程基礎
5.1 OpenMP基礎
5.1.1 OpenMP簡介
5.1.2 OpenMP編程模型
5.1.3 OpenMP語法簡要介紹
5.2 MPI基礎
5.2.1 啟動和終止MPI庫
5.2.2 獲取信息
5.2.3 發(fā)送和接收消息
第6章 MIC編程
6.1 MIC編程模型
6.2 應用模式
6.2.1 CPU原生模式
6.2.2 CPU為主MIC為輔模式
6.2.3 CPU與MIC對等模式
6.2.4 MIC為主CPU為輔模式
6.2.5 MIC原生模式
6.3 MIC基本語法
6.3.1 offload
6.3.2 變量和函數聲明
6.3.3 頭文件
6.3.4 環(huán)境變量
6.3.5 編譯選項
6.3.6 其他問題
6.4 MIC上的MPI
6.4.1 MIC上的MPI限制
6.4.2 MIC上MPI編程模型
6.4.3 MIC上的MPI環(huán)境配置
6.4.4 編譯及使用
6.4.5 MIC上的MPI示例
6.5 SCIF編程
6.5.1 什么是SCIF
6.5.2 SCIF的基本概念介紹
6.5.3 SCIF基本通信過程
6.5.4 SCIF用到的API函數
第7章 MIC軟件調試與性能分析工具
7.1 Intel軟件工具鏈對MIC的支持
7.2 MIC軟件調試工具IDB
7.2.1 IDB簡介
7.2.2 IDB的操作界面
7.2.3 IDB對MIC架構的支持與要求
7.2.4 使用IDB調試MIC程序
7.3 MIC性能分析工具VTune
第8章 Intel MIC MKL庫使用方法
8.1 Intel MKL核心函數庫介紹
8.2 在MIC卡上使用Intel MKL
8.2.1 編譯器輔助offload方式
8.2.2 自動offload方式
8.3 FFT在MIC上的使用
8.3.1 FFT簡介
8.3.2 FFT在MIC上的使用方法一
8.3.3 FFT在MIC上的使用方法二
8.4 BLAS在MIC上的使用
8.4.1 BLAS簡介
8.4.2 在MIC上調用BLAS庫方法

第二篇性能優(yōu)化篇第9章 MIC性能優(yōu)化
9.1 MIC性能優(yōu)化策略
9.2 MIC優(yōu)化方法
9.2.1 并行度優(yōu)化
9.2.2 內存管理優(yōu)化
9.2.3 數據傳輸優(yōu)化
9.2.4 存儲器訪問優(yōu)化
9.2.5 向量化優(yōu)化
9.2.6 負載均衡優(yōu)化
9.2.7 MIC線程擴展性優(yōu)化
第10章 MIC優(yōu)化示例：矩陣乘法
10.1 矩陣乘法串行算法
10.2 OpenMP多線程矩陣乘法
10.3 MIC多線程矩陣乘法
10.3.1 基本版本
10.3.2 向量化優(yōu)化
10.3.3 SIMD指令優(yōu)化
10.3.4 矩陣分塊乘法
第三篇工程開發(fā)篇

第11章基于MIC的HPC應用開發(fā)過程
11.1 熱點測試
11.1.1 準備工作
11.1.2 熱點測試及定位
11.2 程序分析
11.2.1 程序移植模式分析
11.2.2 計算規(guī)模分析
11.2.3 特點分析
11.2.4 熱點并行性分析
11.2.5 向量化分析
11.2.6 MIC內存分析
11.2.7 程序分析總結
11.3 MIC程序開發(fā)過程
11.3.1 基于CPU的OpenMP并行
11.3.2 基于MIC的線程擴展
11.3.3 單節(jié)點CPU+MIC協(xié)同并行
11.3.4 MIC集群并行
第12章基于MIC的HPC應用實例
12.1 基于單節(jié)點CPU+MIC協(xié)同計算電子斷層三維重構并行算法
12.1.1 電子斷層三維重構技術及SIRT算法介紹
12.1.2 SIRT串行程序分析
12.1.3 基于OpenMP的SIRT并行程序開發(fā)
12.1.4 基于MIC平臺的SIRT并行程序開發(fā)
12.1.5 單節(jié)點多卡及CPU+MIC異構協(xié)同計算架構設計
12.2 基于多節(jié)點CPU+MIC協(xié)同計算大渦模擬并行算法
12.2.1 格子-Boltzmann大渦模擬算法介紹
12.2.2 大渦模擬串行程序分析
12.2.3 基于OpenMP的大渦模擬并行算法
12.2.4 基于MIC的大渦模擬并行算法
12.2.5 基于多節(jié)點CPU+MIC協(xié)同計算平臺的大渦模擬并行算法
參考文獻