汎用グラフィックカードを用いた格子QCD計算の加速法の研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20740139
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 石川 健一 広島大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (60334041)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 格子QCD

研究概要

本研究ではNvidia社のグラフィックカード(GPU)を用い、格子QCD計算のクォークソルバーをGPUで計算するプログラム開発した。1CPUを用いるこれまでの方法に比べて1枚のGPUを使うことで7～10倍の高速化が得られた。ブロック化したソルバーに含まれる独立な線形問題を各GPUに割り当てる算法を開発し、複数GPUによる並列計算を可能にした。これを用い10フレーバーSU(3)ゲージ理論の結合定数の計算を行った。複数のPCのGPUを用いる並列加法的シュワルツ法による前処理法を開発したが、通信が律速となり良い結果が得られなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Running coupling constant often-flavor QCD with the Schrodinger functional method (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Hayakawa, K.-I.Ishikawa, Y.Osaki,S.Takeda, S.Uno, N.Yamada
  • 雑誌名: Physical Review D (掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Domain decomposition method on GPUcluster (2010)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Osaki, Ken-Ichi Ishikawa
  • 雑誌名: PoS LATTTICE2010 036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improving many flavor QCD simulations using multiple GPUs (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Hayakawa, K.-I.Ishikawa, Y.Osaki,S.Takeda, S.Uno, N.Yamada
  • 雑誌名: PoSLATTICE2010 325
  • 査読あり
• [学会発表] Domain decomposition method on GPUcluster for Lattice (2010)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Osaki, Ken-Ichi Ishikawa
  • 学会等名: The XXVIII International Symposium on Lattice Field Theory
  • 発表場所: Villasimius, Cagliari, Italy.
  • 年月日: 2010-06-18
• [学会発表] Improving many flavor QCD simulations using multiple GPU's (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Hayakawa, K.-I.Ishikawa, Y.Osaki, S.Takeda, S.Uno, N.Yamada
  • 学会等名: The XXVIII International Symposium on Lattice Field Theory
  • 発表場所: Villasimius, Cagliari, Italy.
  • 年月日: 2010-06-15
• [学会発表] Accelerating lattice QCD simulations using multiple GPUs (2010)
  • 著者名/発表者名: Ken-Ichi Ishikawa
  • 学会等名: Multi-core and GPU computing workshop
  • 発表場所: KIAS, Korea.
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] 多フレーバー格子ゲージ理論計算におけるシュレーディンガー汎関数法のGPUを用いた加速について (2010)
  • 著者名/発表者名: 石川健一, ほか5名
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] GPUクラスタによる格子QCD計算 (2010)
  • 著者名/発表者名: 尾崎裕介, 石川健一
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] GPUを用いたlattice計算 (2009)
  • 著者名/発表者名: 尾崎裕介
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://theo.phys.sci.hiroshima-u.ac.jp/~ishikawa/cudaqcd.html