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天体物理学 > 天体物理学的仪器与方法

arXiv:1003.3896 (astro-ph)
[提交于 2010年3月19日 ]

标题: NBSymple,一种在图形处理单元上运行的双重复、辛N体代码

标题: NBSymple, a double parallel, symplectic N-body code running on Graphic Processing Units

Authors:R. Capuzzo-Dolcetta, A. Mastrobuono-Battisti, D. Maschietti (Dep. of Physics, Sapienza, Univ. of Roma, Italy)
摘要: 我们提出并讨论了一个数值代码的特性和性能,该代码以牛顿引力相互作用的方式数值积分了N个“粒子”的运动方程,并在外太空气态场中移动。每个粒子的力计算通过直接求和所有其他粒子的贡献来完成,避免了截断误差。时间积分使用了二阶和六阶辛格式。 该代码名为NBSymple,已经两次进行了并行化处理:通过CUDA(Compute Unified Device Architecture)使所有粒子间力的计算在高性能NVIDIA TESLA C 1060图形处理单元上尽可能快地运行;同时,O(N)计算通过OpenMP应用程序分布在不同的CPU上。该代码可以在单精度浮点运算或双精度浮点运算中工作。 单精度的使用允许充分利用GPU的性能,但当然,在某些关键情况下会限制模拟的精度。我们发现了一种良好的折衷方案,即对于那些对代码整体精度至关重要的变量,采用软件实现的双精度重构。 该代码可以在网站astrowww.phys.uniroma1.it/dolcetta/nbsymple.html上获取。
摘要: We present and discuss the characteristics and performances, both in term of computational speed and precision, of a numerical code which numerically integrates the equation of motions of N 'particles' interacting via Newtonian gravitation and move in an external galactic smooth field. The force evaluation on every particle is done by mean of direct summation of the contribution of all the other system's particle, avoiding truncation error. The time integration is done with second-order and sixth-order symplectic schemes. The code, NBSymple, has been parallelized twice, by mean of the Computer Unified Device Architecture to make the all-pair force evaluation as fast as possible on high-performance Graphic Processing Units NVIDIA TESLA C 1060, while the O(N) computations are distributed on various CPUs by mean of OpenMP Application Program. The code works both in single precision floating point arithmetics or in double precision. The use of single precision allows the use at best of the GPU performances but, of course, limits the precision of simulation in some critical situations. We find a good compromise in using a software reconstruction of double precision for those variables that are most critical for the overall precision of the code. The code is available on the web site astrowww.phys.uniroma1.it/dolcetta/nbsymple.html
评论: 由29页组成,包括9幅图。投稿至《New Astronomy》。
主题: 天体物理学的仪器与方法 (astro-ph.IM)
引用方式: arXiv:1003.3896 [astro-ph.IM]
  (或者 arXiv:1003.3896v1 [astro-ph.IM] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.1003.3896
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
相关 DOI: https://doi.org/10.1016/j.newast.2010.11.004
链接到相关资源的 DOI

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来自: Roberto Capuzzo-Dolcetta [查看电子邮件]
[v1] 星期五, 2010 年 3 月 19 日 23:19:01 UTC (1,494 KB)
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