Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > astro-ph > arXiv:2307.06345

帮助 | 高级搜索

天体物理学 > 天体物理学的仪器与方法

arXiv:2307.06345 (astro-ph)
[提交于 2023年7月12日 ]

标题: 核心:可扩展粒子模拟的八叉树构建算法

标题: Cornerstone: Octree Construction Algorithms for Scalable Particle Simulations

Authors:Sebastian Keller, Aurélien Cavelan, Rubén Cabezon, Lucio Mayer, Florina M. Ciorba
摘要: 本文提出了一种八叉树构建方法,称为Cornerstone,该方法有助于在无网格数值模拟中进行全局域分解和粒子间的相互作用。 我们的方法基于为3D计算机图形学开发的算法,并将其扩展到分布式高性能计算(HPC)系统。 Cornerstone生成全局和局部必要的八叉树,并能够在所有树层次结构上并行操作。 生成的八叉树适用于支持N体方法中各种短程和长程相互作用的计算,例如Barnes-Hut和快速多极子方法(FMM)。 虽然我们提供了CPU实现,但Cornerstone可以在GPU上完全运行。 这相比在CPU上执行显著加快了树的构建,并作为设计超越卸载方法的模拟代码的强大构建模块,其中只有数值密集型任务被发送到GPU。 由于数据仅存在于GPU内存中,Cornerstone消除了CPU和GPU之间的数据移动。 作为示例,我们使用Cornerstone为在几乎完整的LUMI-G系统上运行的Barnes-Hut树代码生成局部必要的八叉树,最多支持8万亿个粒子。
摘要: This paper presents an octree construction method, called Cornerstone, that facilitates global domain decomposition and interactions between particles in mesh-free numerical simulations. Our method is based on algorithms developed for 3D computer graphics, which we extend to distributed high performance computing (HPC) systems. Cornerstone yields global and locally essential octrees and is able to operate on all levels of tree hierarchies in parallel. The resulting octrees are suitable for supporting the computation of various kinds of short and long range interactions in N-body methods, such as Barnes-Hut and the Fast Multipole Method (FMM). While we provide a CPU implementation, Cornerstone may run entirely on GPUs. This results in significantly faster tree construction compared to execution on CPUs and serves as a powerful building block for the design of simulation codes that move beyond an offloading approach, where only numerically intensive tasks are dispatched to GPUs. With data residing exclusively in GPU memory, Cornerstone eliminates data movements between CPUs and GPUs. As an example, we employ Cornerstone to generate locally essential octrees for a Barnes-Hut treecode running on almost the full LUMI-G system with up to 8 trillion particles.
主题: 天体物理学的仪器与方法 (astro-ph.IM) ; 宇宙学与非星系天体物理学 (astro-ph.CO); 星系的天体物理学 (astro-ph.GA); 数据结构与算法 (cs.DS)
ACM 类: J.2
引用方式: arXiv:2307.06345 [astro-ph.IM]
  (或者 arXiv:2307.06345v1 [astro-ph.IM] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2307.06345
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: PASC '23: Proceedings of the Platform for Advanced Scientific Computing Conference, June 2023, Article No.: 18
相关 DOI: https://doi.org/10.1145/3592979.3593417
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Sebastian Franz Keller [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2023 年 7 月 12 日 17:02:18 UTC (154 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
astro-ph.CO
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2023-07
切换浏览方式为:
astro-ph
astro-ph.GA
astro-ph.IM
cs
cs.DS

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号