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伊奈 拓也*; 井戸村 泰宏; 今村 俊幸*; 山下 晋; 小野寺 直幸
Proceedings of 12th Workshop on Latest Advances in Scalable Algorithms for Large-Scale Systems ScalA21) (Internet), 8 Pages, 2021/11
被引用回数：1 パーセンタイル：50.67(Computer Science, Software Engineering)多相熱流動解析コードJUPITERにおける前処理付き共役勾配法(P-CG)ソルバおよびマルチグリッド前処理付き共役勾配法(MGCG)ソルバに対して反復改良(IR)法に基づく新しい混合精度前処理を開発した。このIR前処理では全てのデータを半精度で格納してメモリアクセスを削減するが、全ての演算処理を単精度で行う。このハイブリッド半精度/単精度実装は単精度処理と同様の収束特性を維持しつつ、計算性能は半精度処理に近くなる。開発ソルバを富岳(A64FX)で最適化し、JUPITERの悪条件行列に適用した。新しいIR前処理を用いたP-CGソルバとMGCGソルバは8,000ノードまで良好な強スケーリングを示し、8,000ノードにおいて、これらのソルバはOakforest-PACS(KNL)における従来ソルバに比べてそれぞれ4.86倍および2.39倍に高速化された。
井戸村 泰宏
no journal, ,
ポスト京重点課題では、ポスト京におけるエクサスケール核燃焼プラズマシミュレーションに向けてジャイロ運動論的トロイダル5次元full-fオイラーコードGT5Dの開発を進めている。本講演ではGT5Dにおける新たな計算技術開発の現状を概説する。GT5Dの主要な計算部分は半陰的時間積分法で用いられるクリロフ疎行列ソルバとなる。本研究ではこのソルバの計算カーネルを富岳試作機、および、V100GPUに移植し、これらの最先端メニーコア、GPUアーキテクチャにおいてほぼ理想的な性能向上が得られることを確認した。
井戸村 泰宏
no journal, ,
ジャイロ運動論的トロイダル5次元full-fオイラーコードGT5Dを用いてイオン温度勾配駆動乱流における新古典粒子輸送と乱流粒子輸送の新たな相互作用を調べた。この結果、乱流粒子輸送に加えて、両極性条件を介した新たな相互作用により増大した新古典粒子輸送がバルクおよび不純物イオンの粒子輸送に大きく寄与していることを発見した。この機構は温度には作用せず、粒子輸送のみを選択的に増大させる。
井戸村 泰宏
no journal, ,
多相多成分熱流動解析コードJUPITER,都市風況解析コードCityLBM,In-Situ可視化ソフトウェアIn-Situ PBVRを富岳に移植・最適化し、性能測定を実施した。Cで実装されたJUPITERの処理性能をOakforest-PACSと比較した結果、ハードウェア性能を反映した妥当な性能向上が確認され、さらにA64FXの半精度SIMD処理を活用することで更なる性能向上が得られた。一方、C++で実装されたCityLBMでは富士通製Cコンパイラの最適化機能に多数の問題が見つかり、同じノード数のTsubameと比較して2桁程度低い処理性能となった。また、In-Situ PBVRによる富岳のIn-Situ可視化環境を構築し、オープンソースソフトウェアを公開した。
渡邉 智彦*; 井戸村 泰宏; 藤堂 泰*; 本多 充*
no journal, ,
スーパコンピュータ富岳の初期立ち上げ段階において、データ科学的手法を適用して、不純物イオンと水素同位体の粒子,運動量,エネルギーの乱流輸送、および高エネルギー粒子の閉じ込めといった核燃焼プラズマ閉じ込めの物理を探求するシミュレーションプロジェクトを開始した。本プロジェクトに先立って、多次元位相空間におけるプラズマの運動論的ダイナミクスを解析する3つの主要な核融合プラズマシミュレーションコード, GKV, GT5D, MEGAのアップグレードと最適化を行い、富岳における高性能計算を達成した。フラックスチューブジャイロ運動論的コードGKVを多種イオン系プラズマのマルチスケール乱流および重不純物イオンの乱流輸送に適用している。大域的full-fジャイロ運動論的コードGT5Dを用いて非局所的乱流輸送と自発プラズマ回転の研究を実施している。運動論的MHDハイブリッドコードMEGAは高エネルギーイオンの閉じ込めの研究に使用され、さらにバルクイオンの運動論的ダイナミクスを導入するコード拡張も行われた。本プロジェクトでは、輸送モデルとシミュレーション研究効率の向上するためにデータ科学的手法も推進している。
井戸村 泰宏
no journal, ,
本研究では、富岳におけるFull-fジャイロ運動論シミュレーションコードGT5Dを用いて線形および飽和オーミック閉じ込め(LOC-SOC)領域の間の乱流遷移を解析する。LOC-SOC遷移は密度増大に伴って自発回転分布が変化する特徴を有する。数値実験によりこの特徴を再現し、その物理機構を解明した。密度に依存する衝突度の変化により支配的な微視的不安定性が捕捉電子モード(TEM)からイオン温度勾配駆動モード(ITG)に遷移する。TEMとITGは磁力線方向波数について乱流スペクトルの非対称性が異なるため、LOC-SOC遷移における運動量輸送の変化をもたらす。
