IDEFIX:一款面向天体物理流的通用性能可移植 Godunov 代码
天体物理仪器与方法
2023-08-30 v1 高能天体物理现象
太阳与恒星天体物理
摘要
如今可用的百亿亿次超级计算机依赖于包含诸如图形处理单元(GPU)等加速器的混合节能架构。利用这些机器的算力通常意味着每次出现新架构时都需对数值工具进行重大重写。为解决这些问题,我们推出 Idefix,一款用于天体物理流的新代码,它依赖 Kokkos 元编程库来保证在多种架构上的性能可移植性,同时为用户保持代码尽可能简单。Idefix 基于 Godunov 有限体积法,可在多种网格几何上求解非相对论 HD 与 MHD 方程。Idefix 包含多种求解器选项及若干附加模块(约束输运、轨道平流、非理想 MHD),使用户能够处理复杂的天体物理问题。Idefix 已成功在 Intel 与 AMD CPU(在 TGCC 的 Irene-Rome 上达 131072 核)以及 NVidia 与 AMD GPU(在 CINES 的 Adastra 上达 1024 块 GPU)上测试。在单块 NVidia V100 GPU 上,Idefix 于 MHD 中达到超过 1e8 单元/秒,在 256 个 Adastra 节点(1024 块 GPU)上以 95% 并行效率(相较单节点)达到 3e11 单元/秒。对于同一问题,Idefix 在 GPU 上的能效比 Intel Cascade Lake CPU 高至多 6 倍。Idefix 现已成为一款成熟的、就绪于百亿亿次计算的开源代码,可用于大量天体物理与流体动力学应用。
引用
@article{arxiv.2304.13746,
title = {IDEFIX: a versatile performance-portable Godunov code for astrophysical flows},
author = {G. R. J. Lesur and S. Baghdadi and G. Wafflard-Fernandez and J. Mauxion and C. M. T. Robert and M. Van den Bossche},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.13746},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 18 figures, 3 tables, accepted for publication in Astronomy & Astrophysics