29、小世界同步可扩展计算网络与临界现象解析

小世界同步可扩展计算网络与临界现象解析

1. 大规模并行模拟方案的可扩展性与性能

大规模并行模拟方案可应用于具有短程相互作用和异步动力学的大型空间扩展系统。基于基本保守的并行离散事件模拟（PDES）方案中虚拟时间视界的演化与动力学生长的非平衡表面之间的映射，构建了该方案可扩展性和性能的粗粒度描述。

• 基本PDES方案的特性

  • 每个处理元素（PE）一个站点的基本PDES呈现出类似Kardar - Parisi - Zhang（KPZ）的动力学粗糙化。该方案具有可扩展性，因为PE的平均进度率趋近于非零值。
  • 然而，虚拟时间视界的扩展与PE数量的平方根成正比地发散，导致“去同步”和数据管理困难。

• PE携带多站点的影响

  • 每个PE携带大量站点可以大大抑制由于保守同步规则导致的可能空闲和实际通信时间，在实际实现中利用率表现良好。
  • 但当PE携带多个站点时，宽度的饱和值可能变得非常大。在早期，时间视界的演化对应于随机沉积，存在一个额外的快速粗糙化阶段，随后过渡到KPZ生长阶段并最终饱和。这就需要额外的同步来抑制时间视界的粗糙度。

2. 小世界网络同步的PDES方案

为了在没有全局干预的情况下实现同步，构建了一种特定版本的小世界（SW）网络，其中每个PE恰好与另一个随机选择的PE相连。通过随机链接进行的额外同步步骤仅用于控制宽度。

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