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How to prepare the GYSELA-X code to future exascale edge-core simulations

エクサスケールのエッジコアシミュレーションに向けたGYSELA-Xコードの準備状況

Grandgirard, V.*; 朝比 祐一  ; Bigot, J.*; Bourne, E.*; Dif-Pradalier, G.*; Donnel, P.*; Garbet, X.*; Ghendrih, P.*

Grandgirard, V.*; Asahi, Yuichi; Bigot, J.*; Bourne, E.*; Dif-Pradalier, G.*; Donnel, P.*; Garbet, X.*; Ghendrih, P.*

将来の核融合装置のためにはプラズマ乱流輸送や熱輸送を理解することが重要である。プラズマコアの乱流については非線形の5次元ジャイロ運動論コードによってモデル化可能である。一方で、境界壁付近のプラズマのエッジ領域のモデル化は困難となっている。これらを同時にモデル化するためにはエクサスケール計算機が必須である。エクサスケール計算の準備として、OpenMP4.5taskレベル並列に関する取り組みや、Kokkosによる性能可搬実装のためのコード再設計について説明する。

Core transport modelling in tokamak plasmas has now reached maturity with non-linear 5D gyrokinetic codes in the world available to address this issue. However, despite numerous successes, their predictive capabilities are still challenged, especially for optimized discharges. Bridging this gap requires extending gyrokinetic modelling in the edge and close to the material boundaries, preferably addressing edge and core transport on an equal footing. This is one of the long term challenges for the petascale code GYSELA [V. Grandgirard et al., CPC 2017 (35)]. Edge-core turbulent plasma simulations with kinetic electrons will require exascale HPC capabilities. We present here the different strategies that we are currently exploring to target the disruptive use of billions of computing cores expected in exascale-class supercomputer as OpenMP4.5 tasks for overlapping computations and MPI communications, KOKKOS for performant portability programming and code refactoring.

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