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J-GLOBAL ID：201802232306559578   整理番号：18A1890943

Volta世代のGPUにおける重力ツリーコードの性能評価

著者 (1件)： 三木洋平 (東大 情報基盤セ)
資料名： 情報処理学会研究報告(Web)  (IPSJ Technical Report (Web))
巻： 2018  号： HPC-166  ページ： Vol.2018-HPC-166,No.6,1-9 (WEB ONLY)  発行年： 2018年09月20日 
JST資料番号： U0451A  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： Fermi世代からPascal世代までのGPU向けの最適化がなされている重力ツリーコードGOTHICを,Volta世代のGPUであるTesla V100向けに移植し,その性能を評価した。Tesla V100を用いて性能を測定したところ,N=2²³=8388608粒子で表現したアンドロメダ銀河モデルの計算に要した時間はステップあたり3.3×10^-2sであり,コンパイル時に-gencode arch=compute_60,code=sm_70を指定することで約1.2倍の性能向上が得られることが分かった。またPascal世代のGPUであるTesla P100と比較すると,1.4-2.2倍の高速化が達成されることが分かった。得られた2.2倍という速度向上率は単精度理論ピーク演算性能比である1.5よりも大きい。これは,Volta世代のGPUにおいて整数演算ユニットが単精度浮動小数点演算ユニットから独立したことによる性能向上だと考えられる。整数演算ユニットの独立によって整数演算と単精度浮動小数点演算の同時実行が可能となり,整数演算の実行時間が単精度浮動小数点演算の実行時間によって隠蔽されることで,理論ピーク演算性能比を越える速度向上率が実現され得る。Tesla V100上では最大N=25×2²⁰=26214400粒子の計算が実行でき,ステップあたりの実行時間は2.0×10^-1sであった。得られた単精度演算性能は3.5TFlop/sであり,Tesla V100の単精度理論ピーク演算性能の22%にあたる。(著者抄録)

シソーラス用語： *マイクロプロセッサ ,  専用プロセッサ ,  重力 ,  *多体問題 ,  シミュレーション ,  *性能評価 ,  時間 ,  高速化 ,  浮動小数点演算
準シソーラス用語： GPU【プロセッサ】 ,  実行時間 ,  多体系

分類 (1件)： 数値計算  (JE02000J)

引用文献 (23件)：

• Barnes, J. and Hut, P.: A hierarchical O(N log N) forcecalculation algorithm, Nature, Vol. 324, pp. 446-449 (online), DOI: 10.1038/324446a0 (1986).
• Bédorf, J., Gaburov, E., Fujii, M. S., Nitadori, K., Ishiyama, T. and Portegies Zwart, S.: 24.77 Pflops on a Gravitational Tree-Code to Simulate the Milky Way Galaxy with 18600 GPUs, ArXiv e-prints (2014).
• Fardal, M. A., Guhathakurta, P., Babul, A. and McConnachie, A. W.: Investigating the Andromeda stream - III. A young shell system in M31, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 380, pp. 15-32 (online), DOI: 10.1111/j.1365-2966.2007.11929.x (2007).
• Gaburov, E., Bédorf, J. and Portegies Zwart, S.: Gravitational tree-code on graphics processing units: implementation in CUDA, Procedia Computer Science, volume 1, p. 1119-1127, Vol. 1, pp. 1119-1127 (online), DOI: 10.1016/j.procs.2010.04.124 (2010).
• Geehan, J. J., Fardal, M. A., Babul, A. and Guhathakurta, P.: Investigating the Andromeda stream - I. Simple analytic bulge-disc-halo model for M31, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 366, pp. 996-1011 (online), DOI: 10.1111/j.1365-2966.2005.09863.x (2006).

タイトルに関連する用語 (4件)： 世代 ,  GPU ,  重力 ,  性能評価