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ジャイロ運動論コードのエクサスケール計算技術

Exa-scale computing techniques in gyrokinetic codes

井戸村 泰宏   

Idomura, Yasuhiro

省通信一般化最小残差(CA-GMRES)法をジャイロ運動論的トロイダル5次元オイラーコードに適用し、Oakforest-PACS(KNL)上で一般化共役残差(GCR)法に基づくオリジナルコードに対する性能比較を実施した。CA-GMRES法はGCR法に比べてメモリアクセスと集団通信が少なく、メモリとネットワークの帯域幅が制限された将来のエクサスケールアーキテクチャに適している。1280ノードを用いた場合、元のGCR版に比べてCA-GMRES版は1.32倍高速であり、データ縮約通信のコストが全体コストの約13%から約1%に削減されることが示された。

A communication-avoiding generalized minimal residual (CA-GMRES) method is applied to the gyrokinetic toroidal five dimensional Eulerian code GT5D, and its performance is compared against the original code with a generalized conjugate residual (GCR) method on the Oakforest-PACS (KNL). The CA-GMRES method has less memory access and collective communications than the GCR method, and thus, is suitable for future Exa-scale architectures with limited memory and network bandwidths. It is shown that compared with the original GCR version, the CA-GMRES version is accelerated by 1.32x, and the cost of data reduction communication is reduced from ~13% to ~1% of the total cost at 1,280 nodes.

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