GRACOS：可扩展且负载均衡的P3M宇宙学N体代码

我们提出了一个用于分布式内存集群的粒子-粒子/粒子-网格（P3M）算法的并行实现。GRACOS（GRAvitational COSmology）代码在计算和域分解方面均采用混合方法。长程力使用规则网格上的傅里叶变换引力求解器计算；网格使用静态一维平板域分解分布在并行进程上。短程力通过直接求和近邻粒子对计算；粒子使用基于空间填充希尔伯特曲线的动态域分解进行分布。设计了一种近乎最优的方法来动态重新划分粒子分布，以便即使在极端不均匀的质量分布下也能保持负载均衡。在40处理器Beowulf集群上使用$800^3$模拟进行的测试显示，具有良好的负载均衡性和可扩展性，最高可达80个进程。我们讨论了由通信和极端成团性对可扩展性施加的限制，并建议如何通过扩展我们的算法以包含自适应网格细化来消除这些限制。