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下川辺 隆史*; 遠藤 敏夫*; 小野寺 直幸; 青木 尊之*
Proceedings of 2017 IEEE International Conference on Cluster Computing (IEEE Cluster 2017) (Internet), p.525 - 529, 2017/09
ステンシルに基づくCFDコードは、規則的なメモリアクセスを持つため、GPUで高い性能を得ることができる。しかしながら、GPUはCPUと比較して、メモリ容量が小さいため、CPUと同様の大きさの問題を解くことができない。そこで、本研究では、CPUのホストメモリとCPUのデバイスメモリの局所性を向上させることが可能な、テンポラルブロッキング法を用いることで、GPUのメモリ容量を超える大きさの計算を可能とした。本研究で開発したフレームワークでは、複雑なコーディングは必要とせずに、テンポラルブロッキング法を含む並列計算用のコードを生成できる。フレームワークを用いて開発した気流解析コードでは、TSUBAME2.5において、GPUのメモリ容量の2倍の計算規模においても、通常のメモリ容量の計算の80%程度の実効性能を達成した。
小野寺 直幸; 井戸村 泰宏; Ali, Y.*
no journal, ,
放射性物質のリアルタイムシミュレーションは核セキュリティの観点から非常に重要である。都市は多くの建物や路地を含むため、その詳細な気流を解析するためには大規模なCFDの実施が必要となる。ブロックベースのAMR法に基づく格子ボルツマン法を用いることで、マルチスケールの気流解析が実現できる。計算コードはリアルタイムシミュレーションを実施するために、GPUを用いて開発を行なっている。本研究では並列計算性能の向上のために、テンポラルブロッキング法を用いた省通信型マルチタイムステップアルゴリズムを提案した。日本原子力研究開発機構のGPUクラスタ(NVIDIA P100)に対して性能測定を行なった結果、488MLUPSの非常に高い計算性能の達成および、通信量の削減が確認された。
小野寺 直幸
no journal, ,
日本原子力研究開発機構では、数10km以上の広域の拡散予測システムとして、緊急時環境線量情報予測システム(SPEEDI)が開発されているが、これらに加えて数km以下の局地拡散予測システムの開発が進められている。本研究ではGPUに適している格子ボルツマン法(LBM)に基づく汚染物質の拡散解析手法を構築することで、次世代の汚染物質の拡散予測手法を構築する。高解像度の実時間解析に向けて、適合細分化格子(AMR)法を適用する事で、人が生活する数mからメソスケール解析を実施する数kmまでの解像度の変化に対応した、マルチスケール解析の実現を目指す。本報告では、AMR法を適用した格子ボルツマン法の実効性能および風洞実験等に対する収束性を確認し、リアルタイム物質拡散シミュレーションの実現の目処がたてられた。
小野寺 直幸
no journal, ,
放射性物質の拡散予測シミュレーションは社会的関心が非常に高く、迅速性および正確性が求められている。人が生活する路地や建物等を含んだ高解像度の実時間解析を実施するためには、計算機性能を最大限に引き出すことが可能な解析手法の開発が必須となる。本課題では、GPUスパコンに適した格子ボルツマン法(LBM)に対して、ナッジング法に基づくデータ同化手法を導入することで、都市街区に対する汚染物質の拡散解析を実施した。