高速・高安定型マトリクスソルバライブラリ Super Matrix Solver
境界要素法専用ソルバ |
Super Matrix Solver SMS-BEM |
SMS-BEM の特長 |
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■Hybrid-Solver(前処理(直接法)+反復法)である |
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SMS-BEMの概略仕様
項目 | 内容 | 備考 |
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対象とする係数行列 |
境界要素法(BEM)で作成される密行列 |
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要素のデータ型 |
実数(倍精度)、複素数 |
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解法 |
前処理+反復法 |
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データ引渡し方式 |
(1)係数行列、右辺ベクトルなどを引数として与え引き渡す方法。結果も引数で返す。 |
(1)1万4千元以下程度の小・中規模問題用 (2)1万4千元以上程度の大規模問題用(2GBのメモリ、実数データ) |
設定可能パラメータ |
1)収束判定条件 (2)反復回数 |
本解法は反復解法をベースとする解法であるため、(1)、(2)の設定が必要。収束判定条件は相対残差L2ノルムで設定 |
その他の条件 |
引数として引き渡す場合、係数行列Aは一次元配列で与える。元の係数行列Aのi行、j成分が、一次元配列のk成分と次ぎの関係になるように吐き出します。 |
第一行の各成分、続いて第二行成分、第三行成分、・・・ |
提供方式 |
DLL形式(WINDOWS)、スタティックライブラリー形式(UNIX、LINUX) |
ソースコードは開示しません |
メモリ推定式 |
In-Coreで計算する場合、係数行列のサイズの0.1-0.3倍のメモリが追加で必要。係数行列のサイズをSとした場合、全所要メモリは1.1S~1.3S程度 |
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計算時間 |
In-Core計算の場合、係数行列のサイズ(未知数Nの二乗)に比例して増加 |
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SMS-BEM の性能例 - BEMによる電磁場解析の例(未知数6千元)
直接法 | SMS-BEM (Version 1) | 性能比(【1】/【2】) | |
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計算時間[秒](【1】) | 計算時間[秒](【2】) | 収束判定条件(L2ノルム相対残差) | |
1404 | 50.14 | 1.00E-07 | 28 |
69.3 | 1.00E-10 | 20 | |
97.19 | 1.00E-13 | 14 | |
SX-Aurora TSUBASA版 Super Matrix Solver BEMSuper Matrix Solverをベクトルマシン向けにチューニング 密行列向けソルバ「SMS-BEM」はXeon CPUと比較して16.1~18.1倍の高速化を実現
※マシンスペック SX-Aurora TSUBASA:SX-Aurora TSUBASA A300-4 Type10B/1VE 8コア Linux:Intel(R) Xeon(R) Silver 4108 CPU @ 1.80GHz 2CPU×16コア |
詳細資料 |
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カタログ/資料ダウンロードページに下記の資料がございますので、ダウンロードしてご利用ください。 |
バージョンアップによる計算スピード向上 |
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●前処理アルゴリズムの改良、コンパイラ・オプションの変更、ソースコードの最適化により、Version 1に比べて 50% 以上のスピード向上を実現しました。 |
Version 2の性能向上例 |
Data | 計算時間[秒] | 性能向上度[%] | |||
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型 | 元数 | Ver. 1 | Ver. 2(1CPU) | Ver. 2(2CPU) | Ver. 2(1CPU) /Ver. 1 |
Real | 6000 | 51.1 | 30.3 | 26.9 | 68.7 |
13182 | 295.5 | 152.4 | 136.5 | 93.9 | |
Complex | 3681 | 26.8 | 15.1 | 10.6 | 78.2 |
[テスト環境] CPU: Xeon 3.06GHz, OS: Windows XP, EPS=1E-12) |
共有メモリ環境での並列処理に対応 |
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前処理プロセスの並列処理(Open MP)化により、Dual Core CPUなどの共有メモリ環境においては、より高速に計算を実行可能です。 |
6000元(実数)の問題を解いた場合の例 |
CPU数 | 経過時間[秒] | 台数効果 | ||||
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前処理 | 反復計算 | 合計 | 前処理 | 反復計算 | 合計 | |
1 | 17.36 | 14.30 | 31.66 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
2 | 9.63 | 14.31 | 23.94 | 1.80 | 1.00 | 1.32 |
4 | 5.80 | 14.31 | 20.11 | 2.99 | 1.00 | 1.57 |
[テスト環境] CPU: Xeon 3.06GHz, OS: Windows XP, EPS=1E-12) |
稼働環境
Windows | Linux | SX-Aurora TSUBASA |
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32ビット | 64ビット | 32ビット | 64ビット | 64ビット | |
Version 2 | × | ○ | × | ○ | ○ |
○:対応済み、×:非対応、-:未対応 |
FAQ & TIPS |
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>> SMS-BEM FAQ & TIPSページ
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