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J-GLOBAL ID：201702238376283472   整理番号：17A0903242

タイルレベルの並列処理を可能とする時空間タイリング手法を用いた3次元FDTDカーネルの実装と性能評価

著者 (2件)： 深谷猛 (北大 情報基盤セ) ,  岩下武史 (北大 情報基盤セ)
資料名： 情報処理学会研究報告(Web)  (IPSJ Technical Report (Web))
巻： 2017  号： HPC-160  ページ： Vol.2017-HPC-160,No.35,1-11 (WEB ONLY)  発行年： 2017年07月19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： 高周波電磁場解析の代表的な数値計算手法である3次元FDTD法は,反復型ステンシル計算であり,一般的に,その性能は計算機のメモリバンド幅に律速される。反復型ステンシル計算に対しては,メモリアクセスコストを軽減し,性能向上を図る手法として,時空間タイリングと呼ばれる手法が知られている。著者らはこれまでに,3次元FDTD法に対して冗長計算を伴わない時空間タイリング手法を提案したが,スレッド並列化の観点からは,タイルレベルの処理の並列性に関して,改善の余地が大きく残っていた。そこで,本研究では,タイルレベルの並列処理において,より有望と期待される3種類の時空間タイリング手法を3次元FDTD法に実装し,その性能を評価する。性能評価の結果,今回新たに採用した時空間タイリング手法を用いることで,先行研究で提案した手法よりも,3次元FDTD法の性能が向上することが確認できた。加えて,問題サイズにより,適切な時空間タイリング手法が異なることも明らかになった。(著者抄録)

シソーラス用語： *有限差分時間領域法 ,  並列処理 ,  *数値計算 ,  性能評価
準シソーラス用語： *FDTD法 ,  *3次元FDTD法 ,  *ステンシル計算 ,  *時空間タイリング

分類 (2件)： 数値計算  (JE02000J) ,  ディジタル計算機方式一般  (JC02010O)

引用文献 (20件)：

• Yee, K. S.: Numerical solution of initial boundary value problems involving Maxwell’s equations in isotropic media, IEEE Trans. Antennas and Propagation, pp. 302-307 (1966).
• Wolfe, M.: More Iteration Space Tiling, Proceedings of the 1989 ACM/IEEE Conference on Supercomputing, Supercomputing ’89, ACM, pp. 655-664 (1989).
• 南 武志,岩下武史,中島 浩:冗長計算を伴わない 3次元FDTD法の時空間タイリング,情報処理学会論文誌:コンピューティングシステム,Vol. 6, No. 1, pp. 56-65 (2013).
• 宇野 亨,何 一偉,有馬卓司:数値電磁界解析のための FDTD 法:基礎と実践,コロナ社 (2016).
• McCalpin, J. D.: Memory Bandwidth and Machine Balance in Current High Performance Computers, IEEE TCCA Newsletter, pp. 19-25 (1995).

タイトルに関連する用語 (9件)： タイル ,  並列処理 ,  タイリング ,  手法 ,  3次元 ,  FDTD ,  カーネル ,  実装 ,  性能評価