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J-GLOBAL ID：201902267828060535   整理番号：19A1929161

都市気象コードCity-LESの並列GPU実装の最適化と性能評価

著者 (9件)： 辻大亮 (筑波大) ,  多田野寛人 (筑波大) ,  多田野寛人 (筑波大 計算科学研究セ) ,  朴泰祐 (筑波大) ,  朴泰祐 (筑波大 計算科学研究セ) ,  池田亮作 (筑波大 計算科学研究セ) ,  池田亮作 (ウェザーニューズ) ,  佐藤拓人 (筑波大) ,  日下博幸 (筑波大 計算科学研究セ)
資料名： 情報処理学会研究報告(Web)  (IPSJ Technical Report (Web))
巻： 2019  号： HPC-170  ページ： Vol.2019-HPC-170,No.39,1-8 (WEB ONLY)  発行年： 2019年07月17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： 今日のHPCシステムでは,GPU等のアクセラレータを用いて計算性能を向上させるのが一つの主流になっている.GPUは高いメモリバンド幅と並列計算能力を持ち,定型的な計算を行うメモリバンド幅律速なHPCワークロードに適したアクセラレータである.我々は,CPUアプリケーションとして開発されてきた都市気象コードCity-LES(Large Eddy Simulation)のGPU化によってシミュレーションの高速化を行っている.元コードのLESにおける主要な計算は,3次元ステンシル計算をOpenMP+MPIで並列化しているが,支配的な複数の関数をGPU化することで,GPU実行に適していると思われる関数群では,関数単体実行で2GPU実行では2CPU(28コア)実行時の5.7倍から12.4倍に高速化でき,4GPU実行では4CPU(56コア)実行時の5.5倍から12.5倍の性能を達成することができた.また,全体実行では2GPU実行で2CPU実行に対して2.97倍,4GPU実行では4CPU実行の2.78倍の高速化を達成し,さらにGPU化を進めてフルGPU化を達成できれば2GPUで2CPUに対して3.8倍,4GPUで4CPUに対して3.5倍高速化できると予測している.(著者抄録)

シソーラス用語： *都市気象 ,  マイクロプロセッサ ,  専用プロセッサ ,  *最適化 ,  *性能評価 ,  数値計算 ,  データ処理システム ,  シミュレーション ,  高速化 ,  中央処理装置 ,  スレッド ,  マルチプロセッサシステム ,  画像処理システム
準シソーラス用語： *GPU【プロセッサ】 ,  GPUクラスタ ,  HPC ,  アクセラレータ ,  ステンシル計算

分類 (2件)： ディジタル計算機ハードウェア一般  (JC04010C) ,  局地循環,気流  (DC05090N)

引用文献 (15件)：

• 計算科学研究センター:スーパーコンピュータ - 筑波大学計算科学研究センター Center for Computational Sciences 入手先 <https://www.ccs.tsukuba.ac.jp/supercomputer/#Cygnus> (2019.06.24)
• NICAM : NICAM:非静力学正20面体格子大気モデル 入手先 <http://cesdweb.aori.u-tokyo.ac.jp/nicam/index.html> (2019.06.24)
• Ikeda, R., H. Kusaka, S. Iizuka, and T. Boku.: Development of Urban Meteorological LES model for thermal environment at city scale. 9th International Conference for Urban Climate, Toulouse, France, (July, 2015).
• 辻 大亮, 多田野 寛人, 朴 泰祐, 池田 亮作, 佐藤 拓人, 日下 博幸:都市気象LESコードの並列GPU環境における高速化.研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC),2019-HPC-168, No.8,(February, 2019).
• 下川辺隆史, 青木尊之, 石田純一, 河野耕平, 室井ちあし: メソスケール気象モデル ASUCA の TSUBAME 2.0での実行. 日本流体力学会第24回シンポジウム講演予稿集, (December,2010).

タイトルに関連する用語 (6件)： 都市気象 ,  LES ,  GPU ,  実装 ,  最適化 ,  性能評価