An AMR framework for realizing effective high-resolution simulations on multiple GPUs

複数GPUでの高解像度計算を実現するAMRフレームワークの開発

下川辺 隆史*; 青木 尊之*; 小野寺 直幸   

Shimokawabe, Takashi*; Aoki, Takayuki*; Onodera, Naoyuki

近年、複数GPU計算において、物理現象に格子解像度を適合させる計算手法が求められている。適合細分化格子(AMR)法は、それらを実現できる有効な手法である。しかしながら、GPU計算において、AMR法の実装および最適化は複雑である。本研究では、CUDAおよびC++言語を用いることで、GPU計算においてAMR法を効率的に開発可能な環境を構築した。本ライブラリを用いることで、プログラマは直交格子上のシンプルな関数を記述するだけで、GPUを利用するAMR法を開発することが可能となる。

Recently grid-based physical simulations with multiple GPUs require effective methods to adapt grid resolution to certain sensitive regions of simulations. In the GPU computation, an adaptive mesh refinement (AMR) method is one of the effective methods to compute certain local regions that demand higher accuracy with higher resolution. The AMR method on the GPU supercomputers is, however, complicated and it is necessary to apply various optimizations suitable for the GPU supercomputers in order to obtain high performance. To develop the applications using the AMR method on the GPU supercomputers effectively, we are developing a block-based AMR framework for grid-based applications written in C++ and CUDA. Programmers just write the stencil functions that update a grid point on Cartesian grid.