メニーコアアーキテクチャを用いたPML吸収境界条件付き電磁界FDTDスキームの性能解析

今井 稜  河田 直樹  香取 勇太  鈴木 敬久  大久保 寛  

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J99-C   No.5   pp.202-212
公開日: 2016/04/06
Online ISSN: 1881-0217
DOI: 
論文種別: 特集論文 (エレクトロニクス分野におけるシミュレーション技術の進展論文特集)
専門分野: 
キーワード: 
FDTD法,  MIC,  Xeon Phi,  GPU,  ルーフラインモデル,  

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あらまし: 
FDTD法は電磁界解析の主要な解析手法の一つである.これまでにFDTD法に対してGPUを用いた高速化は数多く検討されてきた.またMICを用いた高速化の検討も報告されてきている.FDTD法により現実的な問題を解く際にはPML吸収境界条件がよく用いられるが,これらの高速化の報告にはこの吸収境界条件を組み込んだモデルで検討している事例はほとんどない.本論文ではGPU及びMICを用いたPML吸収境界条件付き電磁界FDTDスキームの性能解析を行う.本論文では性能解析を行うために,ルーフラインモデルを参考にしつつ,キャッシュヒット率を考慮した独自の演算評価方法を提案する.得られた実効性能に対して提案手法を用いて性能解析を行ったところ,GPU+CUDAはキャッシュヒット率が高く,演算器の性能をよく引き出していることが確認された.MIC+OpenMP及びGPU+OpenACCはキャッシュヒット率が低く,性能改善の見込みがあることが確認された.またこれらの性能解析より,PML吸収境界条件付きFDTDスキームを評価する一つの指標としての提案手法の実用可能性を示した.