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草野 完也*; 一本 潔*; 石井 守*; 三好 由純*; 余田 成男*; 秋吉 英治*; 浅井 歩*; 海老原 祐輔*; 藤原 均*; 後藤 忠徳*; et al.
Earth, Planets and Space (Internet), 73(1), p.159_1 - 159_29, 2021/12
被引用回数：6 パーセンタイル：51.19(Geosciences, Multidisciplinary)PSTEPとは、2015年4月から2020年3月まで日本国内の太陽・地球惑星圏に携わる研究者が協力して実施した科研費新学術領域研究である。この研究枠組みから500以上の査読付き論文が発表され、様々なセミナーやサマースクールが実施された。本論文では、その成果をまとめて報告する。
井戸村 泰宏; 仲田 資季; 山田 進; 町田 昌彦; 今村 俊幸*; 渡邉 智彦*; 沼波 政倫*; 井上 晃*; 堤 重信*; 三吉 郁夫*; et al.
International Journal of High Performance Computing Applications, 28(1), p.73 - 86, 2014/02
被引用回数：17 パーセンタイル：76.23(Computer Science, Hardware & Architecture)A plasma turbulence research based on five dimensional (5D) gyrokinetic simulations is one of the most critical and demanding issues in fusion science. To pioneer new physics regimes both in problem sizes and in time scales, an improvement of strong scaling is essential. In this work, the strong scaling and the parallel efficiency of a gyrokinetic toroidal 5D Eularian code GT5D is dramatically improved by novel developing communication overlap techniques. On the K-computer, excellent strong scaling is achieved beyond 100 k cores with keeping the sustained performance of 
10% ( 307 TFlops using 196,608 cores), and simulations for next generation large-scale fusion experiments are significantly accelerated.
井戸村 泰宏; 仲田 資季; 山田 進; 町田 昌彦; 今村 俊幸*; 渡邉 智彦*; 沼波 政倫*; 井上 晃*; 堤 重信*; 三吉 郁夫*; et al.
Proceedings of 31st JSST Annual Conference; International Conference on Simulation Technology (JSST 2012) (USB Flash Drive), p.234 - 242, 2012/09
A plasma turbulence research based on 5D gyrokinetic simulations is one of the most critical and demanding issues in fusion science. To pioneer new physics regimes both in problem sizes and in time scales, an improvement of strong scaling is essential. Overlap of computations and communications is a promising approach to improve strong scaling, but it often fails on practical applications with conventional MPI libraries. In this work, this classical issue is clarified, and resolved by developing communication overlap techniques with mpi_test and communication threads, which work even on conventional MPI libraries and network hardwares. These techniques dramatically improve the parallel efficiency of a gyrokinetic Eularian code GT5D on K and Helios, which adopt dedicated and commodity networks.
萩原 一郎*; Li, W.*; 仲田 晋*; 山田 進
計算工学講演会論文集, 61(1), p.205 - 208, 2001/05
日本原子力研究所では並列計算機用数値計算ライブラリPARCEL(Parallel Computing Elements)を開発、提供している。PARCELは連立一次方程式,固有値問題,擬似一様乱数及び高速フーリエ変換(FFT)のルーチンで構成されている。PARCELは基本的に分散メモリ型スカラ並列計算機を前提として開発されたものであり、近年の大規模科学技術計算で利用されているベクトル並列計算機上での性能は十分でないことが考えられる。そこで、本研究ではPARCELの数値計算プログラムのうちFFTについて、使用する計算機のアーキテクチャの性能を十分に活用するための改善を行い、ベクトル並列計算機上で高速に計算するためのルーチンを開発した。また、ベクトル並列計算機VPP300及びSX-4を用いた性能評価から実際に高速化することを確認した。
小川 弘道; 長尾 誠也; 山口 徹治; 向井 雅之; 宗像 雅広; 坂本 義昭; 中山 真一; 武田 聖司; 木村 英雄; 熊田 政弘; et al.
JAERI-Research 2000-052, 101 Pages, 2001/01
JAERI-Research-2000-052.pdf:8.27MB
カナダ原子力公社はURLと名付けられた地下研究施設を運営する世界でも有数の原子力研究機関である。日本原子力研究所は、我が国の高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価手法確立に寄与するために平成6年3月から平成10年9月までの期間にわたり、上記の施設での研究を中心にカナダ原子力公社と協力研究を実施した。本協力研究協定では、(1)URLにおける原位置条件下での亀裂媒体における核種移行実験、(2)URL及び浅地中の地下水を対象にした地下水中の溶存有機物の影響評価研究、(3)環境同位体による広域な地下水流動の研究、(4)地下水の流れ及び核種移行のモデル化に関する研究も平行して進めた。本報告書は、4年半にわたる協力研究協定の成果概要をとりまとめたものである。
井戸村 泰宏; 仲田 資季; 山田 進; 町田 昌彦; 今村 俊幸*; 渡邉 智彦*; 沼波 政倫*; 井上 晃*; 堤 重信*; 三吉 郁夫*; et al.
no journal, ,
A plasma turbulence research based on 5D gyrokinetic simulations is one of the most critical and demanding issues in fusion science. To pioneer new physics regimes both in problem sizes and in time scales, an improvement of strong scaling is essential. Overlap of computations and communications is a promising approach to improve strong scaling, but it often fails on practical applications with conventional MPI libraries. In this work, this classical issue is clarified, and resolved by developing communication overlap techniques with mpi_test and communication threads. These techniques dramatically improve the parallel efficiency of a gyrokinetic Eularian code GT5D on the K-computer, and ITER-size simulations are significantly accelerated.
井戸村 泰宏; 仲田 資季; 山田 進; 町田 昌彦; 今村 俊幸*
no journal, ,
Gyrokinetic simulations are essential and powerful tools in studying turbulent transport in fusion plasmas. In order to enhance the capabilities of gyrokinetic simulations, further improvements both in simulation models and in computing power are needed. In particular, the plasma size scaling of turbulent transport is one of critical issues, which require extreme scale computing. However, it is not so easy to extract high computing power from modern Peta-scale supercomputers because of (1) very complicated hierarchy of core, CPU, node, and network architectures, (2) extreme concurrency beyond 100k cores. In order to satisfy these technical needs, novel parallel computing techniques are developed on a gyrokinetic toroidal 5D Eulerian code GT5D.
井戸村 泰宏; 仲田 資季; 山田 進; 町田 昌彦; 今村 俊幸*; 渡邉 智彦*; 沼波 政倫*; 井上 晃*; 堤 重信*; 三吉 郁夫*; et al.
no journal, ,
5次元ジャイロ運動論モデルに基づくプラズマ乱流シミュレーションは、核融合プラズマにおける乱流輸送現象を解析するための標準的な手法となっている。国際熱核融合実験炉ITERのような将来の大型装置を解析するうえで、シミュレーションの適用範囲、特に、装置サイズの規模を拡大することが重要となっており、より大きな計算機資源が必要とされている。しかしながら、現在のペタスケール計算機、あるいは、将来のエクサスケール計算機の能力を引き出すには、10万コアを超える並列度というハードウェアの厳しい要求を満たす必要がある。本研究では、差分法に基づくプラズマ乱流コードGT5D[Idomura, CPC2009]において、新たな通信マスク手法の開発を行い、京において約99.9998%という従来に比べて一桁以上高い並列化率を達成し、約20万コアまで良好なストロングスケーリングを確認した。
