プラズマ粒子シミュレーション電流計算のOpenMP並列化手法
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概要
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プラズマ粒子シミュレーションで電磁界成分を更新する際には電流値が必要であり,そのために,個々の粒子の運動量を各空間格子点に集める必要がある.しかし,粒子が空間的にランダムに分布しているため,電流計算の並列演算による高速化は容易ではなく工夫を要する.本論文では,粒子の位置情報を利用して各スレッドに粒子を明示的に割り当てるスレッド並列化アルゴリズムを新しく提案し,OpenMPを用いた実装によりその有効性を検証した.動作検証により,提案手法のCPU台数効果はシミュレーション内の空間格子数の影響を受け,粒子数密度の影響はないことが分かった.特に,各スレッドに割り当てられた空間格子配列がキャッシュに収まりきる程度に細分化される場合,並列台数効果を得やすいことを明らかにした.特に並列台数10前後の場合,その台数効果はスーパリニアとなり,自動並列化コンパイラを用いた電流ルーチン実装に比べて高速になることを明らかにした.また,本提案手法は,各スレッドで全粒子を走査する冗長的な並列化方法であるため,従来アルゴリズムで用いられていた作業領域用配列は不要となり,シミュレーションに必要なメモリ容量を大幅に節約できることを示した.
- 一般社団法人情報処理学会の論文
- 2008-08-21
著者
-
臼井 英之
京都大学生存圏研究所
-
臼井 英之
Kobe University Jst Crest
-
三宅 洋平
京都大学学術情報メディアセンター
-
大村 善治
京都大学生存圏研究所
-
青木 正樹
富士通株式会社次世代テクニカルコンピューティング開発本部
-
杉崎 由典
富士通株式会社
-
冨田 清司
富士通株式会社
-
三宅 洋平
京都大学生存圏研究所
-
青木 正樹
富士通株式会社
-
青木 正樹
富士通研究所 シリコンテクノロジ開発研究所
-
青木 正樹
富士通株式会社ソフトウェア事業本部
-
青木 正樹
富士通研
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