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SPMODEL 球面浅水モデルを用いた
山岳応答問題の計算

• 作成者：鈴木綾馬

このページには SPMODEL 球面浅水モデル を用いた山岳応答問題
(Grose and Hoskins (1979) の剛体回転帯状流の場合に相当)の計算結果を示している.

並列計算用にプログラムを書きかえ，spml2 で計算出来ることを確認する.
spml1 の非並列計算, 並列計算, spml2 の非並列計算, 並列計算で比較する.

• 計算に使用した計算機
• nozomi
• CPU : Intel(R) Core(TM) i7-9700K CPU @ 3.60GHz

• 参考にしたソースコード
• 作成したソースコード
  • spml1 並列計算版
  • spml2 並列計算版

spml1 の非並列計算

• T42 (時間ステップ幅: dt=100, 積分回数: nt=100, 出力ステップ: ndisp=1)

spml1 の並列計算

• T42 (時間ステップ幅: dt=100, 積分回数: nt=100, 出力ステップ: ndisp=1)
• 2並列, 4並列, 8並列

  並列数	2	4	8
  cput(ジョブの使用CPU時間)	00:00:00	00:00:00	00:00:03
  walltime(ジョブの経過時間)	00:00:01	00:00:01	00:00:01
  mem (ジョブの物理メモリ使用量の瞬間最大値) [kb]	0	0	0
  vmem(ジョブの仮想メモリ使用量の瞬間最大値) [kb]	0	0	0

• T170 (時間ステップ幅: dt=100, 積分回数: nt=3000, 出力ステップ: ndisp=10)
• 2並列, 4並列, 8並列, 16並列, 32並列

  並列数	2	4	8	16	32
  cput(ジョブの使用CPU時間)	00:01:44	00:03:00	00:05:00	00:09:16	00:10:32
  walltime(ジョブの経過時間)	00:01:09	00:00:58	00:00:52	00:01:20	00:01:32
  mem (ジョブの物理メモリ使用量の瞬間最大値) [kb]	128184	209960	365128	375348	395144
  vmem(ジョブの仮想メモリ使用量の瞬間最大値) [kb]	1212472	2109136	4014896	4153544	4305072

• T170 (時間ステップ幅: dt=100, 積分回数: nt=3000, 出力ステップ: ndisp=3000)
• 2並列, 4並列, 8並列, 16並列, 32並列

  並列数	2	4	8	16	32
  cput(ジョブの使用CPU時間)	00:01:37	00:02:22	00:03:55	00:07:10	00:08:18
  walltime(ジョブの経過時間)	00:00:50	00:00:37	00:00:30	00:00:55	00:01:04
  mem (ジョブの物理メモリ使用量の瞬間最大値) [kb]	127524	206924	362824	372008	393300
  vmem(ジョブの仮想メモリ使用量の瞬間最大値) [kb]	1208184	2109136	4014868	4153480	4304888
  ISPACK1 APTIME を用いて計測[s]	48	35	29	54	62

spml2 の非並列計算

• T42 (時間ステップ幅: dt=100, 積分回数: nt=100, 出力ステップ: ndisp=1)

spml2 の並列計算

• T42 (時間ステップ幅: dt=100, 積分回数: nt=100, 出力ステップ: ndisp=1)
• w_*((nm+1)*(nm+1)) 2並列, 4並列, 8並列 (OMP_NUM_THREADS=1)

並列数	2	4	8
cput(ジョブの使用CPU時間)	00:00:00	00:09:45	00:21:23
walltime(ジョブの経過時間)	00:00:01	00:01:14	00:02:41
mem (ジョブの物理メモリ使用量の瞬間最大値) [kb]	0	154212	271944
vmem(ジョブの仮想メモリ使用量の瞬間最大値) [kb]	0	5240916	10290788

• w_*(nc) 2並列, 4並列, 8並列 (OMP_NUM_THREADS=1)

並列数	2	4	8
cput(ジョブの使用CPU時間)	00:00:00	00:00:00	00:00:03
walltime(ジョブの経過時間)	00:00:01	00:00:01	00:00:02
mem (ジョブの物理メモリ使用量の瞬間最大値) [kb]	0	0	0
vmem(ジョブの仮想メモリ使用量の瞬間最大値) [kb]	0	0	0

• T170 (時間ステップ幅: dt=100, 積分回数: nt=3000, 出力ステップ: ndisp=10)
• 2並列, 4並列, 8並列, 16並列, 32並列 (OMP_NUM_THREADS=1)

  並列数	2	4	8	16	32
  cput(ジョブの使用CPU時間)	00:00:55	00:01:25	00:02:24	00:09:53	00:09:23
  walltime(ジョブの経過時間)	00:00:49	00:00:41	00:00:35	00:01:23	00:01:21
  mem (ジョブの物理メモリ使用量の瞬間最大値) [kb]	115176	177680	297680	314648	338556
  vmem(ジョブの仮想メモリ使用量の瞬間最大値) [kb]	1244272	2183412	4134088	4286544	4440060

• 2並列でスレッド数を変化させる

  スレッド数	1	2	3	4	5	6	7	8
  cput(ジョブの使用CPU時間)	00:00:55	00:07:41	00:35:02	00:41:13	00:47:01	00:53:29	00:58:56	01:04:31
  walltime(ジョブの経過時間)	00:00:47	00:03:59	00:17:34	00:20:39	00:23:32	00:26:45	00:29:30	00:32:17
  mem (ジョブの物理メモリ使用量の瞬間最大値) [kb]	113060	112152	111256	113424	117224	113144	114028	111444
  vmem(ジョブの仮想メモリ使用量の瞬間最大値) [kb]	1243000	1383600	1522892	1662048	1801456	1940316	2080040	2219120

• T170 (時間ステップ幅: dt=100, 積分回数: nt=3000, 出力ステップ: ndisp=3000)
• 2並列, 4並列, 8並列, 16並列, 32並列 (OMP_NUM_THREADS=1)

  並列数	2	4	8	16	32
  cput(ジョブの使用CPU時間)	00:00:50	00:01:02	00:01:27	00:07:58	00:07:22
  walltime(ジョブの経過時間)	00:00:26	00:00:16	00:00:12	00:01:02	00:00:57
  mem (ジョブの物理メモリ使用量の瞬間最大値) [kb]	106868	175752	302524	306412	318612
  vmem(ジョブの仮想メモリ使用量の瞬間最大値) [kb]	1242552	2175136	4133844	4269716	4423760
  ISPACK3 MXTIME を用いて計測[s]	25	15	11	60	55

まとめ

• spml2 の計算が spml1 に比べて最大2.6倍(T170 : dt=100, nt=3000, ndisp=3000, 並列数=8) はやくなった．
• 8並列の実行が，一番はやい．