K 计算机上 4.45 Pflops 的天体物理 N 体模拟——引力万亿体问题
宇宙学与河外天体物理
2015-04-14 v5 天体物理仪器与方法
计算物理
摘要
作为 2012 年 Gordon-Bell 性能奖的参赛作品，我们报告了在 K 计算机全系统上进行的万亿粒子天体物理 N 体模拟的性能结果。这是世界上首次引力万亿体模拟。我们描述了科学动机、数值算法、并行化策略和性能分析。与许多此前获得 Gordon-Bell 奖并使用树算法进行天体物理 N 体模拟的作品不同，我们采用了混合 TreePM 方法，在达到相似精度水平的同时，短程力由树算法计算，长程力由粒子 - 网格 (particle-mesh) 算法求解。我们开发了用于短程力的高度优化引力核，以及用于长程力的新型通信算法。在 K 计算机的 24576 和 82944 个节点上的平均性能分别为 1.53 和 4.45 Pflops，相当于峰值速度的 49% 和 42%。
引用
@article{arxiv.1211.4406,
title = {4.45 Pflops Astrophysical N-Body Simulation on K computer -- The Gravitational Trillion-Body Problem},
author = {Tomoaki Ishiyama and Keigo Nitadori and Junichiro Makino},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.4406},
year = {2015}
}
备注
10 pages, 6 figures, Proceedings of Supercomputing 2012 (http://sc12.supercomputing.org/), Gordon Bell Prize Winner. Additional information is http://www.ccs.tsukuba.ac.jp/CCS/eng/gbp2012