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大規模・高精細計算を実現するGPU/CPUアプリケーション・フレームワークの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K20995
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 高性能計算
計算科学
研究機関東京工業大学

研究代表者

下川辺 隆史  東京工業大学, 学術国際情報センター, 助教 (40636049)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード高性能計算 / GPU / ステンシル計算 / 適合細分化格子 / 高生産フレームワーク / スーパーコンピュータ / 適合細分化格子法
研究成果の概要

格子に基づいたシミュレーションでは、広大な計算領域の場所によって求められる精度が異なる問題に有効な手法が要求されてきている。本研究では、単一のステンシル計算のソースコードをGPUとCPUで高速に実行できるフレームワーク技術、生産性の高いデータ構造、実行時パラメータを自動チューニングする機構を開発した。これを基盤とし、高精度が必要な領域を局所的に高精細にできる適合細分化格子(AMR)法をアプリケーションに簡便に適用できるAMR法フレームワークを構築した。AMR法フレームワークを圧縮性流体計算に適用し、その有用性を示した。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] High-productivity Framework for Large-scale GPU/CPU Stencil Applications2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimokawabe, Takayuki Aoki, Naoyuki Onodera
    • 雑誌名

      Procedia Computer Science (IHPCES/ICCS 2016)

      巻: 80 ページ: 1646-1657

    • DOI

      10.1016/j.procs.2016.05.499

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multi-GPUs parallel computation of dendrite growth in forced convection using the phase-field-lattice Boltzmann model2016

    • 著者名/発表者名
      S. Sakane, T. Takaki, R. Rojas, M. Ohno, Y. Shibuta, T. Shimokawabe, T. Aoki
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 印刷中 ページ: 154-159

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2016.11.103

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Two-dimensional phase-field study of competitive grain growth during directional solidification of polycrystalline binary alloy2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Takaki, Munekazu Ohno, Yasushi Shibuta, Shinji Sakane, Takashi Shimokawabe, Takayuki Aoki
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 442 ページ: 14-24

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2016.01.036

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GPU phase-field lattice Boltzmann simulations of growth and motion of a binary alloy dendrite2015

    • 著者名/発表者名
      T Takaki, R Rojas, M Ohno, T Shimokawabe, T Aoki
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering

      巻: 84 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1088/1757-899x/84/1/012066

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] GPU-accelerated 3D phase-field simulations of dendrite competitive growth during directional solidification of binary alloy2015

    • 著者名/発表者名
      S Sakane, T Takaki, M Ohno, T Shimokawabe, T Aoki
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering

      巻: 84 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1088/1757-899x/84/1/012063

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 接触による粒子間相互作用のGPU計算での近傍探索手法2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺勢也、青木尊之、都築怜理、下川辺隆史
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌コンピューティングシステム

      巻: 8 ページ: 50-60

    • NAID

      170000147667

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Large-scale GPU Applications Based on a High-productivity Stencil Framework2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimokawabe
    • 学会等名
      Computational Sciences Workshop 2017
    • 発表場所
      Kanagawa
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Performance Evaluation of Wind Simulation Based on a GPU-computing Framework to Realize Large-scale Stencil Computations Beyond Device Memory Capacity2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimokawabe, Toshio Endo, Naoyuki Onodera, Takayuki Aoki
    • 学会等名
      The 7th AICS International Symposium
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      2017-02-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GPU デバイスメモリを超える計算を可能とするためのステンシル計算フレームワークの拡張とその性能評価2016

    • 著者名/発表者名
      下川辺隆史, 遠藤敏夫, 青木尊之
    • 学会等名
      日本計算工学会 第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      新潟,朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-06-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Large-scale GPU-based CFD Applications based on a High-productivity Stencil Framework2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimokawabe
    • 学会等名
      Parallel CFD 2016
    • 発表場所
      Kobe, Kobe International Conference Center
    • 年月日
      2016-05-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Advanced High-productivity Framework for Large-scale GPU/CPU Stencil Computations2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimokawabe
    • 学会等名
      GTC 2016
    • 発表場所
      San Jose, CA, USA
    • 年月日
      2016-04-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-resolution Weather Prediction Code based on High-productivity Framework for Multi-GPU computation2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimokawabe
    • 学会等名
      2nd Annual Meeting on Advanced Computing System and Infrastructure (ACSI2016)
    • 発表場所
      九州大学医学部百年講堂
    • 年月日
      2016-01-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Advanced High-productivity Framework for Stencil Applications on GPU Supercomputers2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimokawabe, Takayuki Aoki and Naoyuki Onodera
    • 学会等名
      3rd International Workshops on Advances in Computational Mechanics
    • 発表場所
      KFC Hall & Rooms、両国、東京
    • 年月日
      2015-10-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 自動チューニング機構の導入によるステンシル計算のためのGPUコンピューティング・フレームワークの高度化2015

    • 著者名/発表者名
      下川辺 隆史、青木 尊之、小野寺 直幸
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2015年 年会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ステンシル計算のための高生産GPUコンピューティング・フレームワークの高度化2015

    • 著者名/発表者名
      下川辺 隆史
    • 学会等名
      第20回計算工学講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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