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低消費エネルギー型GPUベース次世代気象計算コードの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25870223
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 計算科学
高性能計算
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) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード気象計算 / 高性能計算 / GPU / 大規模計算 / 高生産フレームワーク / スーパーコンピュータ
研究成果の概要

気象計算はスパコンで実行される重要なアプリケーションの一つである。気象計算を最新のGPUスパコンで効率的に実行するためには、複雑な最適化手法を導入する必要がある。本研究では、これらをアプリケーションに簡単に導入できるフレームワークを開発した。ユーザーは、フレームワークを用いることで、従来通りのコードを記述するだけで、GPUスパコンに最適化されたコードを生成できる。これを用い気象庁で開発されている非静力気象モデルASUCAをGPUスパコンへ実装した。これを東京工業大学のGPUスパコンTSUBAME2.5で実行し、高い生産性・可搬性を実現しながら、高い実行性能で高い空間解像度の気象計算を実現した。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Two-dimensional phase-field simulations of dendrite competitive growth during the directional solidification of a binary alloy bicrystal2014

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

      Acta Materialia

      巻: 81 ページ: 272-283

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2014.08.035

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High-productivity Framework on GPU-rich Supercomputers for Operational Weather Prediction Code ASUCA2014

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

      Proceedings of the 2014 ACM/IEEE conference on Supercomputing

      巻: 2014 ページ: 251-261

    • DOI

      10.1109/sc.2014.26

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 複数GPUによる格子に基づいたシミュレーションのためのマルチGPU コンピューティング・フレームワーク2014

    • 著者名/発表者名
      下川辺隆史、青木尊之、小野寺直幸
    • 雑誌名

      ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム論文集

      巻: 2014 ページ: 78-86

    • NAID

      170000079712

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GPU スパコンにおける1 億個のスカラー粒子計算の強スケーリングと動的負荷分散2013

    • 著者名/発表者名
      都築怜理、青木尊之、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(ACS)

      巻: 6 ページ: 82-93

    • NAID

      110009606662

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unexpected selection of growing dendrites by very-large-scale phase-field simulation2013

    • 著者名/発表者名
      T. Takaki, T. Shimokawabe, M. Ohno, A. Yamanaka, T. Aoki
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 382 ページ: 21-25

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2013.07.028

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] GPUスパコンによる格子に基づいたシミュレーションのためのGPUコンピューティング・フレームワーク2014

    • 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
      AXIES 大学ICT推進協議会 2014年度 年次大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ステンシル計算のための GPU コンピューティング・フレームワークのチューニング高度化2014

    • 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
      第205回ARC・第147回HPC合同研究発表会
    • 発表場所
      小樽
    • 年月日
      2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] High-productivity Framework on GPU-rich Supercomputers for Weather Prediction Code2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimokawabe
    • 学会等名
      CREST-ECRC workshop
    • 発表場所
      King Abdullah University of Science and Technology, Thuwal, Saudi Arabia
    • 年月日
      2014-09-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A High-productivity Framework on GPU-rich Supercomputers for Mesh-based applications2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimokawabe
    • 学会等名
      Workshop on HPC and Cloud Accelerators
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2014-08-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] GPUコンピューティング・フレームワークを用いた気象計算コードの開発2014

    • 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
      日本計算工学会 第19回計算工学講演会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2014-06-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 気象計算コードのためのGPUコンピューティング・フレームワーク

    • 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
      日本機械学会・第26回計算力学講演会
    • 発表場所
      佐賀
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] A High-productivity Framework for Weather Prediction Code on Multi-GPU Computing

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimokawabe, Takayuki Aoki and Naoyuki Onodera
    • 学会等名
      the 5th Asia Pacific Congress on Computational Mechanics and and 4th International Symposium on Computational
    • 発表場所
      Singapore
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Scalability model for multi-GPU computation of stencil applications using regular structured meshes with explicit time integration

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimokawabe, Takayuki Aoki and Naoyuki Onodera
    • 学会等名
      第189回ARC・第132回HPC合同研究発表会(HOKKE-19)
    • 発表場所
      北海道
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] A High-productivity Framework for Multi-GPU computation of Mesh-based applications

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimokawabe, Takayuki Aoki and Naoyuki Onodera
    • 学会等名
      First International Workshop on High-Performance Stencil Computations (HiStencils)
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Weather Prediction Code Witten by a High-productivity Framework for Multi-GPU Computing

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimokawabe
    • 学会等名
      GPU Technology Conference 2014
    • 発表場所
      San Jose, CA, US
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 最新マルチコアにおける圧縮性流体計算  ~GPUとMICの比較~

    • 著者名/発表者名
      藤山崇紘、青木尊之、小野寺直幸、下川辺隆史
    • 学会等名
      第18回計算工学講演会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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