Algorithmes à grain fin et schémas numériques pour des simulations exascales de plasmas turbulents

Nicolas Bouzat 1, 2
1 TONUS - TOkamaks and NUmerical Simulations
IRMA - Institut de Recherche Mathématique Avancée, Inria Nancy - Grand Est
2 HiePACS - High-End Parallel Algorithms for Challenging Numerical Simulations
LaBRI - Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique, Inria Bordeaux - Sud-Ouest
Résumé : Les architectures de calcul haute performance les plus récentes intègrent de plus en plus de n\oe uds de calcul qui intègrent eux-mêmes plus de c\oe urs. Les bus mémoires et les réseaux de communication sont soumis à un niveau d'utilisation critique. La programmation parallèle sur ces nouvelles machines nécessite de porter une attention particulière à ces problématiques pour l'écriture de nouveaux algorithmes. Nous analysons dans cette thèse un code de simulation de turbulences de plasma et proposons une refonte de la parallélisation de l'opérateur de gyromoyenne plus adapté en termes de distribution de données et bénéficiant d'un schéma de recouvrement calcul -- communication efficace. Les optimisations permettent un gain vis-à-vis des coûts de communication et de l’empreinte mémoire. Nous étudions également les possibilités d'évolution de ce code à travers l'étude d'un prototype utilisant un modèle programmation par tâche et un schéma de communication asynchrone adapté. Cela permet d'atteindre un meilleur équilibrage de charge afin de maximiser le temps de calcul et de minimiser les communications entre processus. Un maillage réduit adaptatif en espace est proposé permettant de diminuer le nombre de points sans pour autant perdre en précision, mais ajoutant de fait une couche supplémentaire de complexité. Ce prototype explore également une nouvelle distribution de données ainsi qu'un maillage en géométrie complexe adapté aux nouvelles configurations des tokamaks. Les performances de différentes optimisations sont étudiées et comparées avec le code préexistant et un cas dimensionnant sur un grand nombre de c\oe urs est présenté.
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Thèse
Calcul parallèle, distribué et partagé [cs.DC]. Université de strasbourg, 2018. Français
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Contributeur : Nicolas Bouzat <>
Soumis le : jeudi 11 octobre 2018 - 23:58:36
Dernière modification le : samedi 13 octobre 2018 - 01:21:38

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Nicolas Bouzat. Algorithmes à grain fin et schémas numériques pour des simulations exascales de plasmas turbulents. Calcul parallèle, distribué et partagé [cs.DC]. Université de strasbourg, 2018. Français. 〈tel-01893998〉

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