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Accès ouvert déclaré 2024 article

Algebraic temporal blocking for sparse iterative solvers on multi-core CPUs

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Rattachement africain : de, nl. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Sparse linear iterative solvers are essential for many large-scale simulations. Much of the runtime of these solvers is often spent in the implicit evaluation of matrix polynomials via a sequence of sparse matrix-vector products. A variety of approaches has been proposed to make these polynomial evaluations explicit (i.e., fix the coefficients), e.g., polynomial preconditioners or s-step Krylov methods. Furthermore, it is nowadays a popular practice to approximate triangular solves by a matrix polynomial to increase parallelism. Such algorithms allow to evaluate the polynomial using a so-called matrix power kernel (MPK), which computes the product between a power of a sparse matrix [Formula: see text] and a dense vector [Formula: see text], i.e., [Formula: see text], or a related operation. Recently we have shown that using the level-based formulation of sparse matrix-vector multiplications in the Recursive Algebraic Coloring Engine (RACE) framework we can perform temporal cache blocking of MPK to increase its performance. In this work, we demonstrate the application of this cache-blocking optimization in sparse iterative solvers. By integrating the RACE library into the Trilinos framework, we demonstrate the speedups achieved in (preconditioned) s-step GMRES, polynomial preconditioners, and algebraic multigrid (AMG). For MPK-dominated algorithms we achieve speedups of up to 3[Formula: see text] on modern multi-core compute nodes. For algorithms with moderate contributions from subspace orthogonalization, the gain reduces significantly, which is often caused by the insufficient quality of the orthogonalization routines. Finally, we showcase the application of RACE-accelerated solvers in a real-world wind turbine simulation (Nalu-Wind) and highlight the new opportunities and perspectives opened up by RACE as a cache-blocking technique for MPK-enabled sparse solvers.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Algebraic temporal blocking for sparse iterative solvers on multi-core CPUs
Date Crossref
25/09/2024
Éditeur
SAGE Publications
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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Les sujets associés

Matrix Theory and AlgorithmsNumerical Methods and AlgorithmsParallel Computing and Optimization Techniques

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