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HPC code generation framework for the discontinuous Galerkin method as a technology demonstrator for digital twins

Titelangaben

Faghih-Naini, Sara ; Aizinger, Vadym ; Kuckuk, Sebastian ; Angersbach, Richard ; Zint, Daniel ; Kemmler, Samuel ; Köstler, Harald ; Grosso, Roberto:
HPC code generation framework for the discontinuous Galerkin method as a technology demonstrator for digital twins.
2023
Veranstaltung: Platform for Advanced Scientific Computing (PASC) Conference 2023 , 26.-28. June 2023 , Davos, Switzerland.
(Veranstaltungsbeitrag: Kongress/Konferenz/Symposium/Tagung , Vortrag )

Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
Performance optimized software strategies for unstructured-mesh applications in ocean modeling
Ohne Angabe

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Abstract

Nowadays, automatic code generation and domain-specific languages are among the most promising methodologies for the future development of numerical weather prediction models and digital twins. As a technology demonstrator for new weather and climate models, we present the automatic code generation framework ExaStencils with its Python frontend GHODDESS, which is specialized towards discontinuous Galerkin discretizations for a shallow water model. Our implementation serves as a test platform for a range of new numerical, algorithmic, and computational technologies with the potential to be incorporated into digital twins after successful evaluation. First, we re-formulate the conservative shallow water equations in a way that avoids fraction-type nonlinearities and is suited for quadrature-free integration. Furthermore, we show an algorithm re-design that achieves improved hardware usage on a heterogeneous CPU-GPU system and significantly speeds up the computations. Lastly, we present masked block-structured grids for realistic ocean domains, which on the one hand, are capable of accurately meshing fine-scale geometric features and, on the other, offer performance benefits associated with structured grid models.

Weitere Angaben

Publikationsform: Veranstaltungsbeitrag (Vortrag)
Begutachteter Beitrag: Nein
Institutionen der Universität: Fakultäten
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Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Mathematisches Institut > Professur Numerik partieller Differentialgleichungen > Professur Numerik partieller Differentialgleichungen - Univ.-Prof. Dr. Vadym Aizinger
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Titel an der UBT entstanden: Ja
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600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 600 Technik
Eingestellt am: 05 Jul 2023 09:17
Letzte Änderung: 05 Jul 2023 09:17
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/85957