報告書番号

U96002

タイトル（和文）

並列計算法の開発－都市熱環境シミュレーションモデルを例として－

タイトル（英文）

MASSIVELY PARALLEL IMPLEMENTATION OF URBAN HEAT ISLAND SIMULATION MODEL

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

著者らは，並列計算機を用いて，計算しながらその結果を同時に可視化する技術や，可視化をしながら計算自身を制御するための技術開発を行っている。本報告書は，この技術を開発の第一段階として，数値計算プログラムの並列化手法を開発し，並列計算による演算速度の向上について検討したものである。ここでは，都市熱環境シミュレーションモデルを並列化の対象とし，並列化のためのデータ通信ライブラリーにはＰａｒａｌｌｅｌＷａｒｅ（米国名Ｅｘｐｒｅｓｓ）を使用し，データの並列化には領域分割法を用いてプログラム並列化を行った。並列化したプログラムを分散メモリ型の並列計算機（日立製作所ＳＲ２００１）で走らせ，プロセッサ・エレメント（ＰＥ）の増加に伴う計算速度の向上を検討した。その結果，４，１２，２４，５６個のＰＥを使用すると，１つのＰＥを使用した時に比べて，計算速度は各々３．７，９．０，１５．５，２４．５倍に向上することが確認された。

概要 （英文）

WE ARE DEVELOPING A TRACKING AND STEERING SYSTEM FOR SIMULLANEAUSLY RUNNING A NUMERICAL MODEL,VISUALIZING COMPUTED RESULTS,AND CONTROLING THE NUMERICAL MODEL.A LARGE AMOUNT OF COMPUTING POWER IS REQUIRED FOR THIS SYSTEM.TO SATISFY THE REQUIRED COMPUTING POWER,PARALLEL COMPUTING ARCHITECTURES ARE REEDED. AS THE FIRST STEP,WE IMPLEMENTED A 3D NUMERICAL MODEL FOR SIMULATING AN URBAN HEAT ISLANT.THE ORIGINAL SERIAL CODE WAS CONVERTED TO PARALLEL CODE USING A MESSAGE PASSING LIBRARY,PARALLELWARE(OR EXPRESS).WE USED A HOST-NODE PROGRAMMING MODEL AND DIVIDED THE ORIGINAL DATA INTO A SET OF SMALL DATA BLOCKS.A MASSIVELY-PARALLEL COMPUTER WITH 64 PROCESSOR ELEMENTS(PES)WAS USED TO EXAMINE THE PERFORMANCE OF THE PARALLEL CODE WITH DIFFERENT NUMBERS OF DIFFERENT ALLOCATIONS OF DATA BLOCKS.THE SPEED-UP WITH 4,24,AND 56 PES WAS 3.7,15.5,AND 24.5 TIMES FASTER,RESPECTIVELY,THAN FOR 1 PE.(THE EFFICIENCIES ARE 93%,65%,AND 44%,RESPECTIVELY.) PARALLEL COMPUTING IS VERY EFFECTIVE FOR ACHIEVE SPEED-UP,BUT THE EFFICIENCY OF THE PARALLEL CODE DOES NOT SCALE-UP WELL OWING TO THE SMALL DATA SIZE.

報告者

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