GPU・CPU・ARMプロセッサに対する原子力CFDアプリケーション用の混合精度ポアソン解法

Mixed precision Poisson solution for nuclear CFD applications to GPU, CPU, and ARM processors

小野寺 直幸   ; 青木 尊之*; 井戸村 泰宏   ; 山下 晋   ; 河村 拓馬 ; 朝比 祐一   ; 伊奈 拓也 ; 長谷川 雄太   ; 杉原 健太 ; 下川辺 隆史*; 大島 聡史*

Onodera, Naoyuki; Aoki, Takayuki*; Idomura, Yasuhiro; Yamashita, Susumu; Kawamura, Takuma; Asahi, Yuichi; Ina, Takuya; Hasegawa, Yuta; Sugihara, Kenta; Shimokawabe, Takashi*; Oshima, Satoshi*

エクサスケールスパコンを活用した原子力数値流体力学(CFD)解析の実現に向けて、圧力Poisson解法の混合精度演算の適用による高速化、および、GPU・CPU・ARMプロセッサ等の様々な演算機向けの最適化を実施した。原子力CFD問題であるバンドル体系に対する気液二相流体解析を実施した結果、前処理手法に単精度演算(fp32)を適用することで、倍精度と比較して75%の計算時間で解析が可能であることが確認された。マルチプラットフォーム向けの実装では、マクロを用いて並列ループを置き換えることで、ブロック構造AMR格子版のPoisson解法において、CPU・GPU上での高い演算性能と性能移植性を実現した。一方で、A64FXでの富士通コンパイラによる最適化では、GNU/Intel/NVIDIAのコンパイラと同様の最適化が行われない問題点が明らかとなった。左記の問題に対して、直交格子版JUPITERにおいて、手動での関数インライン化等の最適化を実施することで、高い演算性能を実現した。

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