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現代夭體物理學的硏究離不開大規模 N-body模擬。N-body模擬常用的算法之一是粒子網格（ Particle-mesh，PM算法，但是PM算法需要消耗較多的內存容量。內存限制成為了 N-body模擬在現代超算平臺大規模擴展的瓶頸。因此，文中使用了利用定點壓縮技術減少內存消耗的方法，將存儲每個N-body粒子相空間的內存消耗減少到最低6個字節，比傳統PM算法低近一個數量級。文中實現了基于定點壓縮技術的雙層粒子網格算法，并使用包括混合精度計算、通信優化在內的方法對其性能進行了優化。這些優化技術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存消耗下保持較高的計算效率和擴展性。
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