论文研究 - 在多节点GPU上实现粒子加速器束动力学代码

粒子加速器在广泛的科学发现和工业应用中发挥着重要作用。 基于单元中粒子（PIC）方法的自洽多粒子模拟已用于研究这些加速器内部的带电粒子束动力学。 但是，PIC仿真非常耗时，需要将现代并行计算机用于高分辨率应用程序。 在本文中，我们在具有多个图形处理单元（GPU）的多节点混合体系结构计算机上实现了并行束动力学PIC代码。 我们使用两种方法来并行化多个GPU上的PIC代码，并观察到复制方法对于中等大小的问题和当前的计算机硬件是更好的选择，而域分解方法对于大型问题的大小和更高级的计算机硬件可能是更好的选择。允许多个GPU之间直接通信。 使用橡树岭领导力计算设施（OLCF）的多节点混合体系结构，优化的GPU PIC代码可实现合理的并行性能，并最多可扩展到具有1600万个粒子的64个GPU。