Otimização para Ambientes Intel(R) de um Metodo Numérico para o Escoamento Bifásico de Fluidos em Meios Porosos Através da Eliminação de Barreiras OpenMP

• Weber Ribeiro Federal University of Juiz de Fora
• Thiago Teixeira National Laboratory for Scientific Computing
• Frederico Cabral Laboratório Nacional de Computação Científica
• Marcio Borges Laboratório Nacional para Computação Científica
• Carla Osthoff Laboratório de Computação Científica

DOI: https://doi.org/10.5753/wscad_estendido.2019.8700

Resumo

Este artigo apresenta otimizações de um método numérico para o escoamento bifásico de fluidos em meios porosos, voltado à execução paralela em ambientes Intel R . As ferramentas do suı́te Intel R Parallel Studios XE, foram utilizadas no estudo de possı́veis implementações. A implementação EWS-SYNC consiste em substituir as barreiras do OpenMP por um mecanismo explı́cito de sincronismo entre threads, o MPI é implementado para comunicação entre diversos processadores distribuı́dos e tornar o código utilizável em ambiente Cluster. Foram comparados os resultados para o aumento de número de processos no novo código MPI com o aumento do número de threads no código EWSSYNC. A implementação EWS-SYNC obteve Speedup de 27x, comparado-se a execução serial, utilizando-se o hardware Intel R Xeon Phi (KNL) @ 1.40GHz com 68 cores fı́sicos 4 threads/core em uma máquina que contém Intel Xeon CPU E5-2698 v3 @ 2.30GHz com 32 cores fı́sicos em [Teixeira et al. 2018]. Comparando-se o Speedup do código EWS-SYNC em relação ao código serial em arquitetura Intel Xeon R CPU E5-2698 v3 @ 2.30GHz 16 cores fı́sicos o Speedup foi de 10x e nesta mesma arquitetura o ainda em fase inicial de implementação código MPI em relação ao EWS-SYNC obteve Speedup de 23x.

Referências

Cabral, F. L., Osthoff, C., Costa, G., Gonzaga de Oliveira, S., Brandão, D., and Kischinhevsky, M. (2018). An openmp implementation of the tvd hopmoc method based on a synchronization mechanism using locks between adjacent threads on xeon phi (tm) accelerators. Lecture Notes in Computer Science. Springer International Publishing, 3:701–707.

Correa, M. R., Borges, M. R. (2013). A semi-discrete central scheme for scalar hyperbolic conservation laws with heterogeneous storage coefficient and its applications to porous media flow. International Journal for Numerical Methods in Fluids, 73(3):205–224.

Teixeira, T., Cabral, F., Osthoff, C., Borges, M. R., and Souto, R. P. (2018). Analysis of optimization opportunities for intel xeon phi and intel xeon scalable processors environments of a numerical method for the biphasic flow of fluids in porous media. pages 237–242.