Task-based FMM for multicore architectures
Résumé
Fast Multipole Methods (FMM) are a fundamental operation for the simulation of many physical problems. The high performance design of such methods usually requires to carefully tune the algorithm for both the targeted physics and hardware. In this paper, we propose a new approach that achieves high performance across architectures. Our method consists of expressing the Fast Multipole Method (FMM) algorithm as a task flow and employing a state-of-the-art runtime system, StarPU, to process the tasks on the different computing units. We carefully design the task flow, the mathematical operators, their implementations as well as scheduling schemes. Potentials and forces on 200 million particles are computed in 48.7 seconds on a homogeneous 160 cores SGI Altix UV 100 and good scalability is shown.
Les méthodes multipôles rapides (FMM) constituent une opération fondamentale pour la simulation de nombreux problèmes physiques. Leur mise en œuvre haute performance requiert habituellement d'optimiser attentivement l'algorithme à la fois pour la physique visée et le matériel utilisé. Dans ce papier, nous proposons une nouvelle approche qui atteint une performance élevée et portable. Notre méthode consiste à exprimer l'algorithme FMM comme un flot de tâches et d'employer un moteur d'exécution, StarPU, afin de traiter les tâches sur les différentes unités d'exécution. Nous concevons précisément le flot de tâches, les opérateurs mathématiques, leurs implémentations sur unité centrale de traitement (CPU) ainsi que les schémas d'ordonnancement. Nous calculons les potentiels et forces pour des problèmes avec 200 millions de particules en 48.7 secondes sur une machine homogène SGI Altix UV 100 comportant 160 cœurs
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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