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メニーコア環境における大規模CFDコードの計算技術開発

Development of computing technologies for extreme scale CFD simulations on many core platforms

井戸村 泰宏   

Idomura, Yasuhiro

最先端メニーコア環境における大規模原子力CFDシミュレーションにおいて開発を進めている計算技術を概説する。原子力機構では、過酷事故時の原子炉の溶融移行挙動や放射性物質の環境動態等の重要課題の解析に向けて大規模CFDシミュレーションが必要とされている。最先端メニーコア環境はこのような大規模計算需要に対する有望な解決策であるが、演算加速によってノード間通信やデータI/Oのボトルネックが顕在化する。この問題を解決するために、3次元多相多成分熱流動解析コードJUPITERにおいて新たな省通信行列ソルバやIn-Situ可視化システムを開発し、8,208台のXeonPhi7250(KNL)プロセッサを搭載したOakforest-PACSにおいてその性能を実証した。

This talk reviews computing technologies developed for extreme scale nuclear CFD simulations on latest many core computing platforms. At JAEA, there are needs for extreme scale CFD simulations for analyzing critical issues such as melt relocation behavior of nuclear reactors at severe accidents and environmental dynamics of radioactive substances. Although the latest many core platforms offer promising solutions for such high computing needs, accelerated computation reveals severe bottlenecks of inter-node communication and data I/O. To resolve these issues, we have developed novel communication-avoiding matrix solvers and an In-Situ visualization system for the three dimensional multi-phase and multi-component thermal hydraulic core, JUPITER, and their performances were demonstrated in on the Oakforest-PACS, which consists of 8,208 XeonPhi7250 (KNL) processors.

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