検索対象:     
報告書番号:
※ 半角英数字
 年 ~ 
 年

Multi-threading performance of Geant4, MCNP6, and PHITS Monte Carlo codes for tetrahedral-mesh geometry

モンテカルロコードGeant4, MCNP6およびPHITSの四面体メッシュ体系におけるマルチスレッド並列計算の実行性能

Han, M. C.*; Yeom, Y. S.*; Lee, H. S.*; Shin, B.*; Kim, C. H.*; 古田 琢哉

Han, M. C.*; Yeom, Y. S.*; Lee, H. S.*; Shin, B.*; Kim, C. H.*; Furuta, Takuya

輸送計算コードGeant4, MCNP6, PHITSのマルチスレッド並列計算の実行性能について、異なる複雑さを持つ三体の四面体メッシュファントムを用いて調査した。ここでは、光子と中性子の輸送計算を実行し、初期化にかかる時間、輸送計算の時間及び、メモリ使用量と並列スレッド数の増加に対する相関関係を評価した。初期化にかかる時間は、ファントムの複雑化に伴い増加するものの、並列スレッド数にはあまり依存しないという傾向が三つ全ての計算コードで見られた。輸送計算の時間については、マルチスレッド並列計算に独立タリーの設計を採用しているGeant4では高い並列化効率(40並列で30倍の高速化)が見られたのに対し、MCNP6及びPHITSではタリー共有化による遅延のために、並列スレッド数増加に対する高速化の頭落ちが見られた(40並列でもMCNPは10倍、PHITSは数倍の高速化)。その一方で、Geant4は計算に必要なメモリ容量が大きく、並列スレッド数増加に対するメモリ使用量の増加もMCNP6やPHITSに比べて大きいことが分かった。また、PHITSの特筆すべき点として、メモリ使用量はファントムの複雑さやスレッド数によらず、他の二つの計算コードに比べて、顕著に小さいことも分かった。

The multi-threading computation performances of the Geant4, MCNP6, and PHITS codes were evaluated using three tetrahedral-mesh phantoms with different complexity. Photon and neutron transport simulations were conducted and the initialization time, calculation time, and memory usage were measured as a function of the number of threads N used in the simulation. The initialization time significantly increases with the complexity of the phantom, but not much with the number of the threads. For the calculation time, Geant4 showed good parallelization efficiency with multi-thread computation (30 times speed-up factor for N = 40) adopting the private tallies while saturation of the speed-up factor were observed in MCNP6 and PHITS (10 and a few times for N = 40) due to the time delay for the sharing tallies. On the other hand, Geant4 requires larger memory specification and the memory usage rapidly increases with the number of threads compared to MCNP6 or PHITS. It is notable that when compared to the other codes, the memory usage of PHITS is much smaller, regardless of both the complexity of the phantom and the number of the threads.

Access

:

- Accesses

InCites™

:

パーセンタイル:100

分野:Engineering, Biomedical

Altmetrics

:

[CLARIVATE ANALYTICS], [WEB OF SCIENCE], [HIGHLY CITED PAPER & CUP LOGO] and [HOT PAPER & FIRE LOGO] are trademarks of Clarivate Analytics, and/or its affiliated company or companies, and used herein by permission and/or license.