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日下 博幸*; 池田 亮作*; 佐藤 拓人; 飯塚 悟*; 朴 泰祐*
Journal of Advances in Modeling Earth Systems (Internet), 16(10), p.e2024MS004367_1 - e2024MS004367_38, 2024/10
被引用回数：0マイクロスケールの都市気候シミュレーションのための気象学Large-eddy simulation (LES)モデルと数値流体力学(CFD)モデルとのギャップを埋めるために、本研究では都市域を対象とした気象学LESモデルを開発した。このモデルはメソスケール(都市スケール)からマイクロスケール(街区スケール)までの都市機構のシミュレーションを行うことができる。本論文では、このLESモデルの概要を紹介する。このLESモデルは、建物や樹木を解像してマイクロスケールのシミュレーションを行うことができる点で、標準的な数値気象モデルと一線を画していると言える。また、大気成層の影響や物理過程を考慮することも標準的なCFDモデルと異なる点である。本モデルの特筆すべき特徴は、(a)ラジオシティ法による都市キャノピー層内の多重反射の考慮や、建物影・ビル影の考慮など長波放射・短波放射の3次元計算、(b)様々な暑さ指数の出力、(c)ミスト散布や街路樹、高反射舗装やクールルーフ、屋上緑化の効果の評価、(d)3次元並列化の実装によるスーパーコンピュータでの動作と、GPU版の実装である。本研究では、モデルの紹介に続き、対流境界層におけるサーマルや、都市キャノピー内・都市キャノピー上の流れや乱れの様子、都市街区における熱環境・熱ストレスのシミュレーションなど、様々な実験を行いその基本性能を確認した。本研究で開発したモデルは、都市気候学の基礎的・応用的研究に取り組むためのコミュニティツールとなることを目指している。
藤田 典久*; 奴賀 秀男*; 朴 泰祐*; 井戸村 泰宏
Proceedings of 2014 IEEE 28th International Parallel & Distributed Processing Symposium Workshops (Internet), p.1266 - 1274, 2014/12
被引用回数：1 パーセンタイル：29.36(Computer Science, Theory & Methods)GT5Dはトカマクプラズマにおける乱流現象の解析を目的とする核融合シミュレーションプログラムである。本研究ではこれをノードあたり複数GPUを搭載したGPUクラスタに対して最適化した。CPUノード上のGT5Dの特性評価に基づき、MPI通信以外のプログラムの時間発展部分全体をGPUに移植した。NVIDIA M2090 GPU4台を用いて、8コアを搭載したIntel Xeon E5-2670(SandyBridge)CPU2台に比べて、関数レベルで最大3.35倍、全体で1.91倍高速な処理性能が得られた。ここで、MPI処理とGPU計算をオーバーラップすることによって63%の性能向上が得られた。
藤田 典久*; 奴賀 秀男*; 朴 泰祐*; 井戸村 泰宏
Proceedings of 19th IEEE International Conference on Parallel and Distributed Systems (ICPDCS 2013) (USB Flash Drive), 2 Pages, 2013/12
A fusion plasma turbulence simulation code GT5D is optimized for GPU clusters with multiple GPUs on a node. We get 3.37 times faster performance in maximum in function level evaluation, and 2.03 times faster performance in total than the case of CPU-only execution on the HA-PACS GPU cluster. It includes 53% performance gain with overlapping MPI communications and GPU calculations.
藤田 典久*; 奴賀 秀男*; 朴 泰祐*; 井戸村 泰宏
no journal, ,
1ノードに複数のGPUを搭載したGPUクラスタシステムに対して核融合プラズマ乱流シミュレーションコードGT5Dの最適化を行った。全ての計算ループをGPU上に移植し、主要なMPI通信に通信オーバラップ手法を適用した。HA-PACSシステム上で、CPUのみの計算に比べてGPU-CPU計算で2.03倍の高速化を達成した。
藤田 典久*; 奴賀 秀男*; 井戸村 泰宏; 朴 泰祐*
no journal, ,
核融合プラズマシミュレーションコードGT5Dを大規模GPUクラスタに移植し、その性能評価を実施した。ノードあたり4GPUを搭載する筑波大学のHA-PACSシステムにおいて主要カーネルをGPUメモリ上へ移植し、GPU間の通信処理を演算処理とオーバーラップする通信マスク手法を開発した。移植した主要カーネルの処理性能としてはCPUに比べて平均2.3倍程度の高速化を達成したが、コード全体としては処理時間比率で7割程度のカーネルしか移植が完了していないため、1.3倍程度の高速化に留まった。しかしながら、通信マスク手法を適用することにより、1.85倍まで性能を改善することに成功した。
