2019 Fiscal Year Annual Research Report
強スケーリング性能を指向した計算物理向け超並列行列計算ライブラリの開発
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17H02828
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
山本 有作 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (20362288)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横川 三津夫 神戸大学, 先端融合研究環, 教授 (70358307)
星 健夫 鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (80272384)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 固有値計算 / 連立1次方程式解法 / 並列化 / 電子状態計算 / プラズマシミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 正定値対称疎行列を係数行列に持つ連立1次方程式に対する解法の一つであるマルチフロンタル法を，ランタイムシステムStarPUを用いて，Intel Xeon Phiシステム上で実装し，64スレッド並列において最大26.8倍の性能を達成した．また，立方体領域に周期境界条件を課した圧縮性流体のシミュレーションにおいて，移流項を8次コンパクト差分法による離散化で得られる連立一次方程式に対し，拡張Mator法による並列化を行い，従来の並列化コードと比較して最大2.3倍の高速化を達成した．
(2) これまで開発してきた超並列向け固有値計算ライブラリEigenKernel（全固有対計算ソルバ）及びk-ep（選択的部分固有対計算ソルバー）を統合し，有機デバイス材料（ペンタセン薄膜系100ナノメートルスケール系）に応用し，伝導メカニズムを担う準局在型電子状態を得た．従来のEigenKernelでは，「京」全体を使ってもN=100万次元行列が限界だったが，k-epとの統合により，東大物性研スーパーコンピュータ（sekirei）1ノードにおいてさえもN=1000万次元計算が可能となった．また，高信頼性ソルバとして，EigenKernelで計算した固有対に対する，高速な後処理型精度保証手法を実現した．さらに，大規模固有値問題計算の新たなニーズ顕在化研究として，有機界面系における第一原理電子励起計算及び陽電子回折実験の逆問題型データ解析に取り組んだ．
(3) 超並列向け固有値計算に対し，自動チューニングライブラリATMathCoreLibを用いたソルバの自動選択の手法を開発した．EigenKernelを用いて得られた大規模並列計算の計算時間データにノイズを加えた仮想データで実験した結果，ノイズレベルが40%程度と大きくても，計算機環境と行列サイズに応じた最適なソルバを選択できることを確認した．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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