Barnes-Hut N 体算法在极致规模异构众核架构上的实现与性能
天体物理仪器与方法
2019-07-05 v1 宇宙学与河外天体物理
地球与行星天体物理
星系天体物理
摘要
本文中，我们报告了极致规模全局模拟代码在神威太湖之光与两台 PEZY-SC2 系统（Shoubu System B 与 Gyoukou）上的实现与实测性能。数值算法为并行 Barnes-Hut 树算法，已用于许多大规模天体物理基于粒子的模拟。我们的实现基于 FDPS 框架。然而，所用系统的极多核数（太湖之光上 10M，Gyoukou 上 16M）及其相对较差的内存与网络带宽带来了新挑战。我们描述了为实现低内存带宽机器上的高效率而引入的新算法。实测性能在太湖之光、Gyoukou 与 Shoubu System B 上分别为 47.9、10.6 PF 与 1.01 PF（效率 40%、23.5% 与 35.5%）。当前代码为行星环模拟而开发，但多数新算法对其他模拟有用，现已在 FDPS 框架中可用。
引用
@article{arxiv.1907.02289,
title = {Implementation and Performance of Barnes-Hut N-body algorithm on Extreme-scale Heterogeneous Many-core Architectures},
author = {Masaki Iwasawa and Daisuke Namekata and Ryo Sakamoto and Takashi Nakamura and Yasuyuki Kimura and Keigo Nitadori and Long Wang and Miyuki Tsubouchi and Jun Makino and Zhao Liu and Haohuan Fu and Guangwen Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.02289},
year = {2019}
}