| 研究課題/領域番号 |
18K11345
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60100:計算科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
山田 進 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主幹 (80360436)
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| 研究分担者 |
永井 佑紀 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 副主任研究員 (20587026)
大橋 洋士 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (60272134)
町田 昌彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主席 (60360434)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 高性能計算 / 固有値計算 / LOBPCG法 / GPU / 複数固有値 / マルチCPU / 並列計算 / マルチGPU / ハミルトニアン / LOPBCG法 / シェアードメモリ / エクサスケール計算機 / 強相関量子多体モデル |
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| 研究成果の概要 |
本研究では電子間に強い相関のある量子多体モデルであるハバードモデルのエネルギーを表現する行列であるハミルトニアンの固有値を計算する方法の１つであるLOBPCG法の並列化・高速化を実施した。LOBPCG法は線型計算の組み合わせであり、すでに開発されている線型計算用のルーチンを用いることである程度高速に計算できるが、このルーチンは汎用的であるため、問題の性質を利用した高速化を実現できない。そこで、問題の物理的性質やLOBPCG法のアルゴリズムを考慮して計算コードを再構築することで高速化や並列化を実施し、実際に並列計算機を利用した計算から開発したコードにより更なる高速化が実現できることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
計算機の大規模化に伴ってこれまでよりも大規模な問題が計算できるようになってきたが、計算機の構造が複雑化しているため、これまでの方法では高速に計算することが難しくなってきた。そこで、固有値計算ルーチンの1つであるLOBPCG法を対象にしてはいるが、最新の計算機の構造を考慮した高速化や効果的な並列化の方法を提案し、これまで以上に大きい物理モデルの計算を可能にするとともに、実際にこれまで以上に高速計算できることを確認した。この高速化や並列化の技術は他の計算に利用できる可能性があり、今回の研究成果は最新の計算機の有効利用に資する成果でもあると考えている。
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