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SIMD vectorization for simultaneous solution of locally varying linear systems with multiple right hand sides

Kühn, Martin Joachim und Holke, Johannes und Lutz, Annette und Thies, Jonas und Röhrig-Zöllner, Melven und Bleh, Alexander und Backhaus, Jan und Basermann, Achim (2023) SIMD vectorization for simultaneous solution of locally varying linear systems with multiple right hand sides. Journal of Supercomputing. Springer Nature. doi: 10.1007/s11227-023-05220-4. ISSN 0920-8542.

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Kurzfassung

Developments in numerical simulation of flows and high performance computing influence one another. More detailed simulation methods create a permanent need for more computational power, while new hardware developments often require changes to the software to exploit new hardware features. This dependency is very pronounced in the case of vector-units which are featured by all modern processors to increase their numerical throughput but require vectorization of the software to be used efficiently. We study the vectorization of a simulation method that exhibits an inherent level of vector-parallelism. This is of particular interest as SIMD operations will hopefully be available with std::simd in a future C++ standard. The simulation method considered here results in the simultaneous solution of multiple sparse linear systems of equations which only differ by their main diagonal and right hand sides. Such structure arises in the simulation of unsteady flow in turbomachinery by means of a frequency domain approach called harmonic balance.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/195599/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:SIMD vectorization for simultaneous solution of locally varying linear systems with multiple right hand sides
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kühn, Martin JoachimMartin.Kuehn (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0906-6984NICHT SPEZIFIZIERT
Holke, JohannesJohannes.Holke (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lutz, AnnetteDepartment of Mathematics, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thies, JonasInstitute of Applied Mathematics, Delft University of Technology, Delft, the NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Röhrig-Zöllner, MelvenMelven.Roehrig-Zoellner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9851-5886NICHT SPEZIFIZIERT
Bleh, AlexanderAlexander.Bleh (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Backhaus, Janjan.backhaus (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Basermann, AchimAchim.Basermann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3637-3231137544728
Datum:April 2023
Erschienen in:Journal of Supercomputing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1007/s11227-023-05220-4
Verlag:Springer Nature
ISSN:0920-8542
Status:veröffentlicht
Stichwörter:sparse iterative solvers, high performance computing, performance engineering, SIMD optimization, computational fluid dynamics, frequency domain methods
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Aufgaben SISTEC
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Softwaretechnologie > High-Performance Computing
Institut für Softwaretechnologie
Institut für Antriebstechnik
Institut für Antriebstechnik > Numerische Methoden
Hinterlegt von: Kühn, Dr. Martin Joachim
Hinterlegt am:26 Jun 2023 13:05
Letzte Änderung:09 Apr 2024 03:00

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