Трехмерное моделирование плазмы методом частиц в ячейках на Intel Xeon Phi: оптимизация вычислений и примеры использования Мееров И.Б., Бастраков С.И., Сурмин И.А., Гоносков А.А., Ефименко Е.С., Башинов А.В., Коржиманов А.В., Ларин А.В., Муравьев А.А., Розанов А.И., Савичев М.Р.

Рассматривается проблема эффективного использования ускорителей Xeon Phi при моделировании лазерной плазмы. Приводится анализ особенностей архитектуры Xeon Phi, влияющих на производительность кода при численном моделировании плазмы методом частиц в ячейках. Описывается параллельный программный комплекс PICADOR, оптимизированный ранее для расчетов на ускорителях. Производительность программного комплекса на Xeon Phi в сравнении с CPU исследуется при решении трех вычислительно трудоемких задач. Обсуждается соотношение времени расчета на Xeon Phi и CPU на разных этапах метода частиц в ячейках. Демонстрируется, что в зависимости от особенностей задачи Xeon Phi может как опережать, так и отставать от CPU при выполнении расчетов.

Ключевые слова: физика плазмы, метод частиц в ячейках, высокопроизводительные вычисления, Xeon Phi, оптимизация производительности.

Название статьи, аннотация и ключевые слова на английском языке

  • Мееров И.Б. – Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (ННГУ), просп. Гагарина, 23, 603950, г. Нижний Новгород; зам. зав. каф., e-mail: meerov@vmk.unn.ru
  • Бастраков С.И. – Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (ННГУ), просп. Гагарина, 23, 603950, г. Нижний Новгород; ассистент, e-mail: sergey.bastrakov@gmail.com
  • Сурмин И.А. – Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (ННГУ), просп. Гагарина, 23, 603950, г. Нижний Новгород; мл. науч. сотр., e-mail: i.surmin@gmail.com
  • Гоносков А.А. – Институт прикладной физики РАН (ИПФ РАН), ул. Ульянова, 46, 603950, г. Нижний Новгород; науч. сотр., e-mail: arkady.gonoskov@gmail.com
  • Ефименко Е.С. – Институт прикладной физики РАН (ИПФ РАН), ул. Ульянова, 46, 603950, г. Нижний Новгород; мл. науч. сотр., e-mail: nnreene@mail.ru
  • Башинов А.В. – Институт прикладной физики РАН (ИПФ РАН), ул. Ульянова, 46, 603950, г. Нижний Новгород; мл. науч. сотр., e-mail: abvk@inbox.ru
  • Коржиманов А.В. – Институт прикладной физики РАН (ИПФ РАН), ул. Ульянова, 46, 603950, г. Нижний Новгород; науч. сотр., e-mail: korzhimanov.artem@gmail.com
  • Ларин А.В. – Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (ННГУ), просп. Гагарина, 23, 603950, г. Нижний Новгород; студент, e-mail: larin.anton.vyacheslavovich@gmail.com
  • Муравьев А.А. – Институт прикладной физики РАН (ИПФ РАН), ул. Ульянова, 46, 603950, г. Нижний Новгород; мл. науч. сотр., e-mail: sashamur@gmail.com
  • Розанов А.И. – Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (ННГУ), просп. Гагарина, 23, 603950, г. Нижний Новгород; студент, e-mail: rozantolya@mail.ru
  • Савичев М.Р. – Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (ННГУ), просп. Гагарина, 23, 603950, г. Нижний Новгород; студент, e-mail: savimisha@gmail.com