创新背景
oneAPI是针对cpu和加速器体系结构(gpu、fpga等)的开放、统一和跨体系结构编程模型。基于标准,该编程模型简化了软件开发,并为加速计算提供了不受损害的性能,无需专用锁定,同时支持现有代码的集成。通过oneAPI,开发人员可以为他们试图解决的特定问题选择最佳的体系结构,而无需为下一个体系结构和平台重写软件。
创新过程
该中心将通过使用oneAPI优化一个屡获殊荣的开源模拟代码来实现在真实的三维模型中数值模拟断层破裂动力学和地震地面运动,该代码的特点是跨架构编程,为先进的高性能计算系统创建可移植的、高性能的多架构代码。
SCEC的研究人员广泛应用了被称为无弹性波传播的获奖模拟代码——Olsen, Day, Cui (AWP-ODC),该代码由SDSC与圣地亚哥州立大学和南加州大学合作开发。实现从标准的“正向”模拟(计算三分量地震图——地震现象的记录)到多源“互易”模拟(计算感兴趣地点的地震风险估计)的计算结果。计算结果允许对地面运动进行预测,帮助决策者通过改进建筑规范和提高社区对地震灾害的抵御能力来降低地震风险。
该项目的技术方面包括使用oneAPI的开放的、基于标准的、统一编程的cpu和加速器(如gpu),以实现更快的应用程序性能、更高的生产力和更大的创新,以运行百亿亿次地震模拟。在其他功能中,优化后的AWP-ODC将用于持续的全球开放地球科学合作,用于HPC、数据密集型计算和网格计算的研发,以开发支持极端规模地震模拟的应用程序。
oneAPI中心的工作使非弹性波传播和使用oneAPI对多建筑系统进行三维建模将推进地震和地震风险分析。
创新关键点
SCEC的研究人员广泛应用了被称为无弹性波传播的获奖模拟代码实现从标准的“正向”模拟(计算三分量地震图——地震现象的记录)到多源“互易”模拟(计算感兴趣地点的地震风险估计)的计算结果。
创新价值
SCEC与SDSC合作近20年,建立了越来越逼真的地震现象模拟,为科学家提供了新的见解,指导降低风险,并激励公众做好准备。oneAPI卓越中心将使百亿亿次模拟成为可能,这将显著推进科学家的工作和可以实现的结果。
The creation of the oneAPI Center allows for more accurate prediction of earthquake movements
The center will enable numerical simulation of fault rupture dynamics and seismic ground motion in real 3D models by using oneAPI to optimize an award-winning open source simulation code that features cross-architecture programming to create portable, high-performance multi-architecture code for advanced high-performance computing systems.
SCEC researchers made extensive use of the award-winning simulation code known as inelastic wave propagation - Olsen, Day, Cui (AWP-ODC), which was developed by SDSC in collaboration with San Diego State University and the University of Southern California. The results range from standard "forward" simulations (calculating a three-component seismogram - a record of seismic phenomena) to multi-source "reciprocity" simulations (calculating seismic risk estimates for sites of interest). The results allow predictions of ground movements, helping policymakers reduce earthquake risk by improving building codes and making communities more resilient to seismic hazards.
The technical aspects of the project include open, standards-based, unified programming cpus and accelerators (such as Gpus) using oneAPI for faster application performance, higher productivity, and greater innovation to run exaside earthquake simulations. Among other functions, the optimized AWP-ODC will be used for ongoing global open geoscience collaboration for HPC, data-intensive computing and grid computing R&D to develop applications that support extreme scale seismic simulation.
The oneAPI Center's work enabling inelastic wave propagation and 3D modeling of multi-building systems using oneAPI will advance earthquake and seismic risk analysis.

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