An Innovative Tool for Effectively Applying Highly Parallelized Hardware To Problems of Elasticity



Document title: An Innovative Tool for Effectively Applying Highly Parallelized Hardware To Problems of Elasticity
Journal: Geofísica internacional
Database: PERIÓDICA
System number: 000398296
ISSN: 0016-7169
Authors: 1
2
Institutions: 1Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Geofísica, México, Distrito Federal. México
2Universidad Nacional Autónoma de México, Programa de Posgrado en Ciencia e Ingeniería de la Computación, México, Distrito Federal. México
Year:
Season: Ene-Mar
Volumen: 55
Number: 1
Pages: 39-53
Country: México
Language: Inglés
Document type: Artículo
Approach: Analítico, teórico
Spanish abstract En la actualidad los métodos de descomposición de dominio (DDM, por sus siglas en inglés) más eficientes como instrumento de paralelización son los métodos sin traslape (non-overlapping). Su alta eficiencia es debida a la independencia muy significativa que logran los problemas locales planteados en subdominios que no se traslapan. Sin embargo, los métodos de discretización estándar que habían usado hasta ahora los DDM, aún los sin traslape, utilizan sistemas de nodos en que algunos de ellos son compartidos por varios subdominios de la descomposición. Ésta es una característica limitativa del estado del arte actual de este tipo de procedimientos y, muy probablemente, mayores niveles de independencia de los problemas locales podrían lograrse si se le eliminara. I. Herrera y sus colaboradores han atacado este problema, para lo cual han introducido una nueva manera de formular los DDM que no tiene esta limitación: el método DVS. Un rasgo conspicuo de esta forma de abordar la descomposición de dominio es que se utiliza un método nuevo de discretización de las EDPs, también introducido en la línea de investigación a la que pertenece este artículo, conocido con el nombre de 'discretización sin traslape' (non-overlapping discretization), en el cual cada nodo de la discretización pertenece a uno y solo uno de los subdominios de la descomposición del dominio. Aunque los métodos DVS ya se han desarrollado considerablemente, para que rindan frutos plenamente es indispensable contar con códigos que permitan su implementación eficiente. A eso precisamente está dedicado este artículo: presentar y poner a prueba software de tales características. El software aquí reportado muestra que los algoritmos DVS son los más adecuados para desarrollar software que permita la aplicación efectiva de equipo de cómputo avanzado, altamente en paralelo, a la solución de las ecuaciones
English abstract At present, the most efficient domain decomposition methods (DDM) are non- overlapping methods. The improved efficiency of such methods is due to the significant independence achieved by local problems when the subdomains are non-overlapping. However, standard discretizations applied up to now in non-overlapping DDMs use systems of nodes in which some of the nodes are shared by more than one subdomain of the domain decomposition. This is a limiting feature of the present state-of-the-art in these techniques and apparently further increases of the independence of local problems should be expected if this limiting characteristic was eliminated. In previous work, I. Herrera and co-workers have developed a new approach to domain decomposition methods: the 'DVS framework' that addresses this problem introducing a new discretization method, the 'non-overlapping discretization method', in which a non-overlapping system of nodes is used in the discrete formulation of the problem. Although the DVS algorithms have already been developed significantly, to profit from such advances it is essential to have available effective codes that permit their efficient implementation. As a further contribution in this line of research, in this paper we present and test software of such characteristics. The results here reported indicate that the DVS algorithms are very suitable for developing software that permits to apply effectively the most advanced hardware in parallel available at present to the solution of partial differential equations. Although the software here reported specifically treats static elasticity only, the DVS- algorithms are very eclectic and can be applied to a great diversity of problems after they have been discretized. Additional research work is being carried out oriented to develop general purpose codes based on the DVS algorithms
Disciplines: Geociencias,
Ciencias de la computación
Keyword: Geofísica,
Programación,
Computación paralela,
Software,
Elasticidad estática,
Cómputo de alto rendimiento,
Métodos de descomposición de dominio
Keyword: Earth sciences,
Computer science,
Geophysics,
Programming,
Parallel computing,
Software,
Static elasticity,
High performance computing
Full text: Texto completo (Ver HTML)