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長家 康展; 足立 将晶*
Proceedings of International Conference on Mathematics & Computational Methods Applied to Nuclear Science & Engineering (M&C 2017) (USB Flash Drive), 6 Pages, 2017/04
MVPは連続エネルギー法に基づく汎用中性子・光子輸送モンテカルロコードである。MVPコードの高速化を図るため、メッセージ・パッシング・インターフェースライブラリMPIと共有メモリ・マルチプロセッシングライブラリOpenMPを用いてハイブリッド並列化を行った。高速炉集合体の固有値計算、中性子・光子結合問題の固定源計算、PWR全炉心モデルに対する計算に対して性能評価を行った。比較は、4プロセス並列のMPI並列計算と4プロセス並列
3スレッド並列のハイブリッド並列の計算時間と使用メモリ量に対して行った。その結果、ハイブリッド並列は16%から34%の計算時間削減を達成し、使用メモリ量はほとんど変わらないことが分かった。
古田 琢哉; 佐藤 達彦; 小川 達彦; 仁井田 浩二*; 石川 顕一*; 野田 茂穂*; 高木 周*; 前山 拓哉*; 福西 暢尚*; 深作 和明*; et al.
Proceedings of Joint International Conference on Mathematics and Computation, Supercomputing in Nuclear Applications and the Monte Carlo Method (M&C + SNA + MC 2015) (CD-ROM), 9 Pages, 2015/04
粒子・重イオン輸送計算コードPHITSには計算時間短縮のために、二種類の並列計算機能が組み込まれている。一つはメッセージパッシングインターフェイス(MPI)を利用した分散メモリ型並列計算機能であり、もう一つはOpenMP指示文を利用した共有メモリ型並列計算機能である。それぞれの機能には利点と欠点があり、PHITSでは両方の機能を組み込むことで、利用者のニーズに合わせた並列計算が可能である。また、最大並列数が8から16程度のノードを一つの単位として、数千から数万というノード数で構成されるスーパーコンピュータでは、同一ノード内ではOpenMP、ノード間ではMPIの並列機能を使用するハイブリッド型での並列計算も可能である。それぞれの並列機能の動作について解説するとともにワークステーションや京コンピュータを使用した適用例について示す。
箭竹 陽一*; 久米 悦雄; 川井 渉*; 根本 俊行*; 川崎 信夫*; 足立 将晶*; 石附 茂*; 小笠原 忍*
JAERI-Data/Code 2000-038, 57 Pages, 2000/12
JAERI-Data-Code-2000-038.pdf:2.3MB
本報告書は、平成11年度に計算科学技術推進センター情報システム管理課で行った原子力コードの高速化作業のうち、Paragonにおけるスカラ並列化作業部分について記述したものである。原子力コードの高速化作業は、平成11年度に18件行われた。これらの作業内容は、今後同種の作業を行ううえでの参考となりうるよう、作業を大別して「ベクトル/並列化編」,「スカラ並列化編」及び「移植編」の3分冊にまとめた。本報告書の「スカラ並列化編」では、高エネルギー核子・中間子輸送計算コードNMTC、ブラソフプラズマシミュレーションコードDA-VLASOV及び中性子・光子結合モンテカルロ輸送計算コードMCNP4B2を対象に実施したParagon向けのスカラ並列化作業について記述している。
古野 朗子; 山澤 弘実; Lee, S.; 辻田 祐一; 武宮 博*; 茅野 政道
Proceedings of 4th International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications (SNA 2000) (CD-ROM), 7 Pages, 2000/09
アジア領域での原子力発電所の増加に伴い、万一の事故時における周辺への影響評価の重要性が増大している。この要請に応えるため、緊急時環境線量情報予測システムWSPEEDIを開発した。現在WSPEEDIには2つのバージョンがある。実用化されている旧バージョンでは、乱流量や降水量などの予測ができないため、大気拡散計算の際に重要な大気境界層や降雨除去プロセスを極めて単純なパラメーターで置き換えている。これは温暖湿潤なアジア領域での計算を行う際には特に不利な条件となる。この問題を解決するたる、大気力学モデルと汚染モデルから成る第二のバージョンを作成した。大気力学モデルは風速、乱流量、降水を含む10の気象要素を細かい分解能で予測する。この組み合わせにより最初のバージョンの単純なパラメタリゼーションを排除することができ、より現実的な予測が可能になる。新しいバージョンは膨大な計算機資源を必要とするため、各モデルをベクトル化した。さらに現在並列化を施している。また限られた計算機資源を有効活用するため、異機種並列計算機間通信ライブラリStampiを導入した。講演では、新しいモデルの導入及び計算手法導入によってもたらされた利点について述べる。
石附 茂*; 小笠原 忍*; 川井 渉*; 根本 俊行*; 久米 悦雄; 足立 将晶*; 川崎 信夫*; 箭竹 陽一*
JAERI-Data/Code 2000-018, p.217 - 0, 2000/03
JAERI-Data-Code-2000-018.pdf:6.35MB
本研究書は、平成10年度に情報システム管理課で行った原子力コードの高速化作業のうち、VPP500(一部AP3000含む)におけるベクトル化/並列化作業部分について記述したものである。原子力コードの高速化作業は、平成10年度に12件行われた。これら作業内容は今後同種の作業を行ううえでの参考となるうるよう、作業を大別して「ベクトル/並列化編」、「スカラ並列化編」及び「移植編」の3分冊にまとめた。本報告書の「ベクトル/並列化編」では、汎用トカマク回路シミュレーションプログラムGTCSPを対対象に実施したベクトル化作業について、イオン性融体分子動力学計算コードmsp2、渦電流解析コードEDDCAL、受動的冷却システム解析コードTHANPACT2、及びMHD平衡コードSELENEJを対象に実施したベクトル並列化作業について記述している。
箭竹 陽一*; 足立 将晶*; 久米 悦雄; 川井 渉*; 川崎 信夫*; 根本 俊行*; 石附 茂*; 小笠原 忍*
JAERI-Data/Code 2000-016, p.43 - 0, 2000/03
JAERI-Data-Code-2000-016.pdf:1.36MB
本研究書は、平成10年度に情報システム管理課で行った原子力コードの高速化作業のうち、Paragonにおけるスカラ並列作業部分について記述したものである。原子力コードの高速化作業は、平成10年度に12件行われた。これら作業内容は大別して「ベクトル/並列化編」、「スカラ並列化編」及び「移植編」の3分冊にまとめた。本報告書の「スカラ並列化編」では、連続エネルギー粒子輸送モンテカルロコードMCNP4B2、連続エネルギー及び多群モデルモンテカルロコードMVP/GMVP及び光量子による固体溶融蒸発シミュレーションコードPHCIPを対象に実施したParagon向けのスカラ並列化作業について記述した。
渡辺 正; 海老原 健一; 加藤 克海*
JAERI-Data/Code 99-029, 38 Pages, 1999/05
JAERI-Data-Code-99-029.pdf:1.58MB
格子ガス法による2次元二相流シミュレーションコードをMPIライブラリーを用いて並列化し、ネットワークにより接続された4台のワークステーションからなるクラスターを用いて並列計算を行った。並列化効率をスカラー並列型計算サーバAP3000並びにベクトル並列型スーパーコンピュータVPP500と比較することによりワークステーションクラスターの性能評価を行った。ワークステーションクラスターのプロセッサ間データ転送性能は100Mb/sであり、並列計算機の専用ネットワークより劣るものの、並列計算機と比べて実用上十分な並列化効率が得られた。
渡辺 正; 海老原 健一; 蕪木 英雄
JAERI-Data/Code 97-056, 32 Pages, 1998/01
JAERI-Data-Code-97-056.pdf:1.57MB
非浸透格子ガスモデルによる二次元二相流シミュレーションコードを開発し、ベクトル並列型スーパーコンピュータVPP500並びにスカラー並列計算サーバAP3000において並列化を行った。並列処理にはVP500ではVPP FORTRANのユーザ指示行を使用し、AP3000ではMPIライブラリを使用した。VPP500においては、プロセッサ間のデータ転送速度が高速であるため、計算処理の並列化のみにより実用上十分な並列化効率が得られた。一方、AP3000では計算処理の並列化と同時にデータ分割の必要性が示された。また、AP3000における並列化にはVPP FORTRANよりもMPIを使用する方が効率的であることがわかった。
淺井 清; 武宮 博*
計算科学, p.94 - 104, 1998/00
並列科学技術計算にかかわる4種類の制約と、それらを緩和するための取り組みについて述べる。並列処理技術の普及を困難なものとしている要因として、Amdahlの呪い、Tofflerの呪い、Scalabilityの呪い、及びMooreの呪いという4種類の制約が存在する。これらの制約を完全に解決することは不可能であり、緩和することのみが可能である。これら4種類の制約の緩和について、日本原子力研究所計算科学技術推進センターの取り組みを中心に述べる。
武宮 博*; 樋口 健二; 川崎 琢治*
Modeling and Simulation Based Engineering, p.497 - 502, 1998/00
粒子輸送モンテカルロコードの並列実行における動的負荷分散手法について述べる。本手法は、負荷分散実現時における通信コスト、ロードインバランスの和を最適化する点に特徴がある。本手法を粒子輸送モンテカルロコードMCNP46上に実装し、Intel Paragon上で性能評価を行った。その結果について述べる。また、他の動的負荷分散手法との性能比較結果についても述べる。
渡辺 秀雄*; 川井 渉*; 根本 俊行*; 川崎 信夫*; 田辺 豪信*; 鈴木 信太郎*; 原田 裕夫; 庄司 誠; 久米 悦雄; 藤井 実
JAERI-Data/Code 97-052, 160 Pages, 1997/12
JAERI-Data-Code-97-052.pdf:4.17MB
本報告書は、平成8年度に計算科学技術推進センター情報システム管理課で行った原子力コードのVPP500における高速化及び移植作業のうち、並列化作業部分について記述したものである。原子力コードのVPP500における高速化及び移植作業は、平成8年度に11件行われた。これらの作業内容は、同種の作業を行うユーザに有益な情報を提供することを意図して、「並列化編」、「ベクトル化編」、「移植編」の3冊にまとめられている。本報告書の「並列編」では、2次元相対論的電磁粒子コードEM2D、円筒座標系直接数値シミュレーションコードCYLDNS、ダイヤモンド型結晶を扱う分子動力学コードDGRに対して行ったベクトル並列化作業について記述されている。
山極 満; 根本 俊行; 広瀬 章*; M.Elia*
JAERI-Data/Code 97-032, 15 Pages, 1997/07
JAERI-Data-Code-97-032.pdf:0.59MB
カナダ・サスカチュクン大学・プラズマ物理研究所において開発された運動論的バルーニングモード解析用シューティングコードKBSHOOTについて、VPP500向きに行った並列化について報告する。このコードのベクトル化率は十分高く、並列化により、さらに高速化を図ることができた。オリジナルコードの1PE(Processing Element)による結果に比して、4PEで約3倍、16PEで約8倍の高速化が達成された。
松山 雄次*; 折居 茂夫*; 大田 敏郎*; 久米 悦雄; 相川 裕史
JAERI-Tech 97-017, 156 Pages, 1997/03
kpxは、並列処理推進のための共通基盤として開発した、プログラム並列化支援解析ツールである。kpxは時間計算のためのktool、Paragon並列化オーバーヘッド測定のためのptool、VPP並列化オーバーヘッド測定のためのxtoolから構成されている。kpxのktoolは、全てのUNIX系コンピュータのFORTRANプログラムを対象としておりParagon、SP2、SR2201、VPP500、VPP300、Monte-4、SX-4、T90において動作確認されている。
根本 俊行*; 渡辺 秀雄*; 藤田 豊蔵*; 川井 渉*; 原田 裕夫; 五來 一夫; 山崎 和彦; 庄司 誠; 藤井 実
JAERI-Data/Code 96-022, 362 Pages, 1996/07
JAERI-Data-Code-96-022.pdf:8.17MB
計算科学技術推進センター情報システム管理課では平成7年度にVPP500計算機上でユーザから依頼された8本の原子力コードのベクトル化、並列化及び2本原子力コードの移植作業を行った。即ち、汎用中性子・光子輸送計算コードMVP・GMVP、相対論的QMDコードQMDRELPの2本の並列化、拡張QMDコードEQMD、断熱基底計算コードHSABCの2本のベクトル並列化、バルーニング乱流シミュレーションコードCURBAL、3次元非定常圧縮性流体解析コードSTREAM V3.1、プラズマ運転解析コードTOSCA、渦電流解析コードEDDYCALの4本のベクトル化、軽水炉安全性解析コードRELAP5/MOD2/C36-05、同コードRELAP5/MOD3の2本の移植を行った。本報告書では、これらの作業内容を記述する。
武宮 博*; 太田 浩史*; 本間 一朗*
JAERI-Data/Code 96-010, 52 Pages, 1996/03
JAERI-Data-Code-96-010.pdf:2.28MB
分散メモリ型スカラ並列計算機Intel Paragon上での電磁カスケードシミュレーション用モンテカルロコードEGS4の並列化作業について述べる。EGS4コードは計算途中で動的に粒子が生成されるため、各粒子あたりの計算時間が大きく異なるという特徴を持つ。このような特徴を持つコードの高速並列実行を実現するために、並列実行単位、並列プログラミングモデル、及び並列乱数発生アルゴリズムを検討し、静的粒子割り付け手法、動的粒子割り付け手法の2手法を用いて4プログラムの並列化を試みた。その結果、3プログラムで128プロセッサ利用時に100倍程度の高速実行効率が得られた。また、本並列化作業の経験を通して、並列化作業のワークフローを分析し、並列化ツールに関する考察を行った。
P.I.Yazid*; 高野 誠; 増川 史洋; 内藤 俶孝
JAERI-M 93-230, 78 Pages, 1993/12
数種のUNIXコマンドとディスクファイルに、OPEN、CLOSE、READ、WRITE文のみを利用した単純な並列処理用FORTRANアルゴリズムによりMCNP4の並列化を行った。MCNPNFSと名付けたこのコードは、MCNP4の遮蔽解析における殆ど全ての機能を引き継いでおり、計算機の機種を問わず全てのプロセッサが同一のバイナリ形式ファイルを作成可能であれば、ネットワークで結合されたUNIX動作下にある全てのワークステーションで使用できる。MCNPNFSの性能は様々な例題を用いて評価され、異なる3台のワークステーションから成るネットワーク下では58~99%の、超高速モンテカルロ装置Monte4においては46~91%の並列化効率が達成された。