利用 OpenACC 稠密计算增强的隐式低阶非结构有限元多重模拟
分布式、并行与集群计算
2017-10-25 v1 数学软件
摘要
在本文中，我们开发了一种低阶三维有限元求解器，用于在基于 GPU 的系统上快速进行多案例地壳形变分析。基于为大规模并行 CPU 系统设计的求解器，我们修改算法以减少随机数据访问，然后插入 OpenACC 指令。所开发的求解器在 10 个 Reedbush-H 节点（20 块 P100 GPU）上相比 20 K 计算节点实现了 14.2 倍的加速，考虑到两系统间 11.4 的峰值内存带宽比，这一加速比很高。在最新的 Volta 架构 V100 GPU 上，该求解器相比 P100 GPU 进一步实现了 2.45 倍加速。作为示例，我们计算了日本东北部 368 个案例的地壳形变分析，涉及 4 亿自由度。算法修改和移植实现的全过程仅耗时两周；可见以较低的开发成本实现了高性能提升。借助所开发的求解器，我们有望通过在广泛基于 GPU 的系统上进行多案例分析，提高地壳形变分析的可靠性。
引用
@article{arxiv.1710.08679,
title = {Implicit Low-Order Unstructured Finite-Element Multiple Simulation Enhanced by Dense Computation using OpenACC},
author = {Takuma Yamaguchi and Kohei Fujita and Tsuyoshi Ichimura and Muneo Hori and Maddegedara Lalith and Kengo Nakajima},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.08679},
year = {2017}
}
备注
18 pages, 10 figures, accepted for WACCPD2017