undefined

GPU-accelerated time integration of Gross-Pitaevskii equation with discrete exterior calculus

Publiceringsår

2022

Upphovspersoner

Kivioja, Markus; Mönkölä, Sanna; Rossi, Tuomo

Abstrakt

The quantized vortices in superfluids are modeled by the Gross-Pitaevskii equation whose numerical time integration is instrumental in the physics studies of such systems. In this paper, we present a reliable numerical method and its efficient GPU-accelerated implementation for the time integration of the three-dimensional Gross-Pitaevskii equation. The method is based on discrete exterior calculus which allows us the usage of more versatile spatial discretization than traditional finite difference and spectral methods are applicable to. We discretize the problem using six different natural crystal structures and observe the correct choices of spatial tiling to decrease the truncation error and increase the reliability compared to Cartesian grids. We pay attention to the computational performance optimizations of the GPU implementation and measure speedups of up to 152-fold when compared to a reference CPU implementation. We parallelize the implementation further to multiple GPUs and show that 92% of the computation time can fully utilize the additional resources.
Visa mer

Organisationer och upphovspersoner

Jyväskylä universitet

Kivioja Markus

Mönkölä Sanna Orcid -palvelun logo

Rossi Tuomo Orcid -palvelun logo

Publikationstyp

Publikationsform

Artikel

Moderpublikationens typ

Tidning

Artikelstyp

En originalartikel

Målgrupp

Vetenskaplig

Kollegialt utvärderad

Kollegialt utvärderad

UKM:s publikationstyp

A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskrift

Publikationskanalens uppgifter

Förläggare

Elsevier BV

Volym

278

Artikelnummer

108427

Publikationsforum

53939

Publikationsforumsnivå

1

Öppen tillgång

Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst

Ja

Öppen tillgång till publikationskanalen

Delvis öppen publikationskanal

Parallellsparad

Ja

Övriga uppgifter

Vetenskapsområden

Matematik; Data- och informationsvetenskap

Nyckelord

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Publiceringsland

Nederländerna

Förlagets internationalitet

Internationell

Språk

engelska

Internationell sampublikation

Nej

Sampublikation med ett företag

Nej

DOI

10.1016/j.cpc.2022.108427

Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling

Ja