バケット分割を用いたMPS法における領域分割の通信に関する最適化

阿部碧音; 萱島和海; 和田大; 宮島敬明

文献

J-GLOBAL ID：202302282087540163 整理番号：23A2026837

バケット分割を用いたMPS法における領域分割の通信に関する最適化

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資料名：
巻： 2023 号： HPC-190 ページ： Vol.2023-HPC-190,No.13,1-7 (WEB ONLY) 発行年： 2023年07月27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)

MPS(Moving Particle Simulation)法の大規模シミュレーションでは,負荷を均一化するために計算領域の動的分割が必須である。MPIを用いて領域を分割すると,別のMPIランクが持つ別領域の粒子のデータが必要となった場合,粒子データの通信時間がスケーリングのボトルネックとなっている。その中の処理に,転送元ランクから転送先ランクへといくつの粒子情報を転送する必要があるかをあらかじめ通信するものがある。この転送粒子数の通信に集団通信を用いた場合,通信が必要のないランクとも通信が行われ,記述は容易であるが非効率な実装となってしまう。本研究の最終目標は,MPS法のような粒子系シミュレーションで高いスケーリングを達成することである。本稿では,転送粒子数の通信における集団通信を片側通信に置き換える手法の提案をし,その部分をモデル化したテストプログラムで評価を行った。テストプログラムでは,中央値で比較したときに集団通信であるMPI Alltoallに対して片側通信であるMPI Putによる実装の方が36プロセス6ノードでは3.63倍,72プロセス9ノードでは4.38倍高速に動作した。(著者抄録)

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計算機網 , 数値計算

引用文献 (6件)：

W. Seiya, A. Takayuki, T. Satori and S. Takashi: “Neighbor-particle Searching Method for Particle Simulation Based on Contact Interaction Model for GPU Computing”, IPSJ Transactions on Advanced Computing Systems, 8, 4, pp. 50-60 (2015).
H. Sun, Y. Tian, Y. Zhang, J. Wu, S. Wang, Q. Yang and Q. Zhou: “A special sorting method for neighbor search procedure in smoothed particle hydrodynamics on gpus”, Parallel Processing Workshops (ICPPW), 2015 44th International Conference on, pp. 81-85 (2015).
K. Murotani, I. Masaie, T. Matsunaga, S. Koshizuka, R. Shioya, M. Ogino and T. Fujisawa: “Performance improvements of differential operators code for mps method on gpu”, Computational Particle Mechanics, 2, 3, pp. 261-272 (2015).
室谷浩平, 大地雅俊, 藤澤智光, 越塚誠一, 吉村忍:“Parmetis を用いたmps陽解法の分散メモリ型並列アルゴリズムの開発”, 日本計算工学会論文集, 2012, pp. 20120012-20120012 (2012).
宮島敬明, 窪田健一, 藤田直之:“連結リストを用いた mps 法における近傍粒子探索の高速化と並列計算機への移植”, 情報処理学会ハイパフォーマンスコンピューティング研究会 15 (2017).

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