Implementation of the modern plasma simulation codes via pic method for parallel computing systems
The comparison of common open source software for the simulation of plasma via particles-in-cell (PIC) method using parallel computing systems is presented. The problems of field equation solving, load balancing, general-purpose computing on graphics processing units are considered. All the reviewed...
Збережено в:
| Дата: | 2017 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2017
|
| Назва видання: | Вопросы атомной науки и техники |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/122129 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Implementation of the modern plasma simulation codes via pic method for parallel computing systems / D.I. Dadyka, I.O. Anisimov // Вопросы атомной науки и техники. — 2017. — № 1. — С. 64-67. — Бібліогр.: 10 назв. — англ. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-122129 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1221292017-06-28T03:02:52Z Implementation of the modern plasma simulation codes via pic method for parallel computing systems Dadyka, D.I. Anisimov, I.O. Фундаментальная физика плазмы The comparison of common open source software for the simulation of plasma via particles-in-cell (PIC) method using parallel computing systems is presented. The problems of field equation solving, load balancing, general-purpose computing on graphics processing units are considered. All the reviewed programs have some disadvantages, in particular associated with the used field solving methods, data caching and with lack of the adaptive grids support. The approach for cache misses minimizing based on the particles sorting is brought forward. The algorithm for effective Poisson solving is proposed. Проведено сравнение распространённых программ с открытым исходным кодом для моделирования плазмы методом частиц в ячейках на параллельных вычислительных системах. В частности, рассмотрены вопросы решения уравнений поля, динамической балансировки и вычислений на графических ускорителях. Отмечены недостатки существующих программ: отсутствие эффективных методов решения электростатической задачи (уравнения Пуассона), неоптимальное использование кеширования, проблема моделирования существенно неоднородной плазмы. Рассмотрено влияние промахов кэша на производительность PIC-кодов. Предложен способ минимизации промахов путём периодической сортировки частиц в двухмерном пространстве. Предложен подход к эффективному параллельному решению уравнения Пуассона. Виконано порівняння поширених програм із відкритим вихідним кодом для моделювання плазми методом частинок у комірках на паралельних обчислювальних системах. Розглянуто питання розв’язку рівнянь поля, динамічного балансування та обчислень на графічних прискорювачах. Відзначено недоліки існуючих програм: відсутність ефективних методів рішення електростатичної задачі (рівняння Пуассона), неоптимальне використання кешування, проблема моделювання суттєво неоднорідної плазми. Розглянуто вплив промахів кеша на продуктивність PIC-кодів. Запропоновано спосіб мінімізації промахів шляхом періодичного сортування частинок у двовимірному просторі. Запропоновано підхід до ефективного паралельного розв’язання рівняння Пуассона. 2017 Article Implementation of the modern plasma simulation codes via pic method for parallel computing systems / D.I. Dadyka, I.O. Anisimov // Вопросы атомной науки и техники. — 2017. — № 1. — С. 64-67. — Бібліогр.: 10 назв. — англ. 1562-6016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/122129 PACS: 02.60.Pn, 52.65.Rr, 52.80.Tn en Вопросы атомной науки и техники Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
English |
| topic |
Фундаментальная физика плазмы Фундаментальная физика плазмы |
| spellingShingle |
Фундаментальная физика плазмы Фундаментальная физика плазмы Dadyka, D.I. Anisimov, I.O. Implementation of the modern plasma simulation codes via pic method for parallel computing systems Вопросы атомной науки и техники |
| description |
The comparison of common open source software for the simulation of plasma via particles-in-cell (PIC) method using parallel computing systems is presented. The problems of field equation solving, load balancing, general-purpose computing on graphics processing units are considered. All the reviewed programs have some disadvantages, in particular associated with the used field solving methods, data caching and with lack of the adaptive grids support. The approach for cache misses minimizing based on the particles sorting is brought forward. The algorithm for effective Poisson solving is proposed. |
| format |
Article |
| author |
Dadyka, D.I. Anisimov, I.O. |
| author_facet |
Dadyka, D.I. Anisimov, I.O. |
| author_sort |
Dadyka, D.I. |
| title |
Implementation of the modern plasma simulation codes via pic method for parallel computing systems |
| title_short |
Implementation of the modern plasma simulation codes via pic method for parallel computing systems |
| title_full |
Implementation of the modern plasma simulation codes via pic method for parallel computing systems |
| title_fullStr |
Implementation of the modern plasma simulation codes via pic method for parallel computing systems |
| title_full_unstemmed |
Implementation of the modern plasma simulation codes via pic method for parallel computing systems |
| title_sort |
implementation of the modern plasma simulation codes via pic method for parallel computing systems |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| publishDate |
2017 |
| topic_facet |
Фундаментальная физика плазмы |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/122129 |
| citation_txt |
Implementation of the modern plasma simulation codes via pic method for parallel computing systems / D.I. Dadyka, I.O. Anisimov // Вопросы атомной науки и техники. — 2017. — № 1. — С. 64-67. — Бібліогр.: 10 назв. — англ. |
| series |
Вопросы атомной науки и техники |
| work_keys_str_mv |
AT dadykadi implementationofthemodernplasmasimulationcodesviapicmethodforparallelcomputingsystems AT anisimovio implementationofthemodernplasmasimulationcodesviapicmethodforparallelcomputingsystems |
| first_indexed |
2023-10-18T20:41:08Z |
| last_indexed |
2023-10-18T20:41:08Z |
| _version_ |
1796150844510437376 |