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小野寺 直幸; 井戸村 泰宏; Ali, Y.*; 下川辺 隆史*
no journal, ,
本発表ではポスト京用に開発した通信削減マルチタイムステップ法をGPUスーパーコンピュータに適用し、性能測定を行った。この手法はテンポラルブロッキング法に基づいた手法であり、ボトルネックとなる通信部分を他の計算に置き換えることで、通信削減が可能となる。本アルゴリズムを適用した風況解析コードCityLBMを用いて、TSUBAMEおよびReedbushにて性能測定を行なった結果、弱スケーリングで64%に通信量が削減された。本アルゴリズムの適用で、都市部の2km四方の領域に対して、5m/s程度の風速の実時間風況予測が可能であることが確認されると共に、今後のエクサスケールのスーパーコンピュータに対して非常に有効であることが示された。
井戸村 泰宏; 伊奈 拓也*; Obrejan, K.; 朝比 祐一*; 松岡 清吉*; 今村 俊幸*
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ポスト京重点課題において、メニーコアプロセッサに基づく次世代計算環境向けにジャイロ運動論的トロイダル5次元オイラーコードGT5Dの計算技術開発を進めてきた。本発表では、複雑なプロセッサ内メモリ階層、および、演算加速に比べて限定的なノード間通信性能に関する計算技術の課題を議論する。前者に関しては、各メニーコアアーキテクチャ上でステンシル計算カーネルのデータアクセスパターンを最適化し、高い性能向上を達成した。後者に関しては、先進的な省通信クリロフ部分空間法を適用した。この手法は集団通信を一桁以上削減し、さらに主要な計算カーネルの演算密度を向上する。上記の新たな計算技術の適用により、最新メニーコア環境におけるGT5Dの性能が大幅に向上し、Oakforest-PACS全系(8,192KNL)までの良好な強スケーリングを達成した。
山田 進; 小野寺 直幸; 伊奈 拓也*; 山下 晋; 井戸村 泰宏; 今村 俊幸*
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原子力機構では、過酷事故時の燃料容器内の溶融した燃料の挙動を解析するために、3次元多相多成分熱流動解析コードJUPITERの開発を行っている。このコードでは圧力計算を行う際に大規模な連立一次方程式を大規模並列計算機を用いて共役勾配法(CG法)により計算しているが、この計算は通信コストが大きく、全体のシミュレーション時間の大半を占める。特筆すべき成果は、連立一次方程式の計算においてCG法の前処理として通信コストを削減した省通信マルチグリッド法を提案したことである。実際に、この前処理方法を使用したところ、通常の前処理を用いたCG法と比較し、8000個のプロセッサを用いた並列計算において最大で12倍以上の高速化を実現した。この成果は、省通信マルチグリッド法がこの問題に対して有効な前処理方法であることを示しただけでなく、今後大規模化していく並列計算機の有効利用のためには通信コストが少ない手法を用いることが重要であることも示している。