In recent years, solvers for finite-element discretizations of linear or linearized saddle-point problems, like the Stokes and Oseen equations, have become well established. There are two main classes of preconditioners for such systems: those based on block-factorization approach and those based on monolithic multigrid. Both classes of preconditioners have several critical choices to be made in their composition, such as the selection of a suitable relaxation scheme for monolithic multigrid. From existing studies, some insight can be gained as to what options are preferable in low-performance computing settings, but there are very few fair comparisons of these approaches in the literature, particularly for modern architectures, such as GPUs. In this paper, we perform a comparison between a block-triangular preconditioner and a monolithic multigrid method with the three most common choices of relaxation scheme - Braess-Sarazin, Vanka, and Schur-Uzawa. We develop a performant Vanka relaxation algorithm for structured-grid discretizations, which takes advantage of memory efficiencies in this setting. We detail the behavior of the various CUDA kernels for the multigrid relaxation schemes and evaluate their individual arithmetic intensity, performance, and runtime. Running a preconditioned FGMRES solver for the Stokes equations with these preconditioners allows us to compare their efficiency in a practical setting. We show monolithic multigrid can outperform block-triangular preconditioning, and that using Vanka or Braess-Sarazin relaxation is most efficient. Even though multigrid with Vanka relaxation exhibits reduced performance on the CPU (up to $100\%$ slower than Braess-Sarazin), it is able to outperform Braess-Sarazin by more than $20\%$ on the GPU, making it a competitive algorithm, especially given the high amount of algorithmic tuning needed for effective Braess-Sarazin relaxation.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
38+阅读 · 2021年6月13日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
141+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
25+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
145+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
学习自然语言处理路线图
专知会员服务
134+阅读 · 2019年9月24日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年5月29日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
71+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年5月29日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
71+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员