用于无碰撞N体模拟的GRAPE-3系统的性能与精度

本文讨论了用于无碰撞N体模拟的GRAPE-3系统的性能和精度。在描述了我们于马赛可用的硬件配置以及在线分析的实用性之后，我们重点讨论了直接求和和树码软件的性能和精度。对于前者，我们讨论了舍入误差的来源。标准的Barnes-Hut树码已针对GRAPE-3进行了修改，通过将粒子分成块并对整个块执行树遍历。然后通过直接求和整个相互作用列表来计算力。树码的性能取决于块中的粒子数，最佳数量取决于前端的速度和板的数量。每步的时间与粒子数成比例，并且随着容差的增加仅微弱减少。我们讨论了前端的影响，并将性能与通用计算机的性能进行了比较。我们讨论了直接求和和树码的精度与粒子数和软化参数的关系。与标准树码相比，直接求和作用在力计算中的增强提高了精度。最后，我们使用不同的硬件和软件跟踪了一个孤立棒旋星系的演化，以评估我们结果的可靠性。我们发现，在高精度GRAPE-4机器和我们的GRAPE-3系统上运行的直接求和模拟中，棒的旋转速度非常一致。对于小于约1.0的容差值，与树码的一致性非常好。我们得出结论，GRAPE-3系统非常适合无碰撞模拟，特别是星系的模拟。