In this paper, we present algorithms and implementations for the end-to-end GPU acceleration of matrix-free low-order-refined preconditioning of high-order finite element problems. The methods described here allow for the construction of effective preconditioners for high-order problems with optimal memory usage and computational complexity. The preconditioners are based on the construction of a spectrally equivalent low-order discretization on a refined mesh, which is then amenable to, for example, algebraic multigrid preconditioning. The constants of equivalence are independent of mesh size and polynomial degree. For vector finite element problems in $H({\rm curl})$ and $H({\rm div})$ (e.g. for electromagnetic or radiation diffusion problems) a specially constructed interpolation-histopolation basis is used to ensure fast convergence. Detailed performance studies are carried out to analyze the efficiency of the GPU algorithms. The kernel throughput of each of the main algorithmic components is measured, and the strong and weak parallel scalability of the methods is demonstrated. The different relative weighting and significance of the algorithmic components on GPUs and CPUs is discussed. Results on problems involving adaptively refined nonconforming meshes are shown, and the use of the preconditioners on a large-scale magnetic diffusion problem using all spaces of the finite element de Rham complex is illustrated.


翻译:在本文中,我们展示了无基质、低序、精密、高序限定元素问题的底端至端的GPU加速率的算法和实施情况。这里描述的方法允许为高序问题建造有效的先决条件,以最佳的内存使用和计算复杂度为最佳。前提条件的基础是在精细的网格上建造一个光等效的低序分解系统,该网格随后可采用代数多格预设。等值的常数独立于网状大小和多元度。对于$H(rm curl})和$H(rm div})的矢量有限元素问题,这里描述的方法允许在高序问题(例如电磁学或辐射扩散问题)上建造有效的先决条件。一个专门构建的内置-波分解基础用于确保快速趋同。进行详细的业绩研究,以便分析GPU算法的效率。测量了各主要算法组成部分的内值,以及各种强弱平行的伸缩性可度。关于精细度分析方法的细度和细度的缩缩度部分,在使用GPLA的细度分析中,其细度分析的细度分析具有重要性。

0
下载
关闭预览

相关内容

100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
专知会员服务
161+阅读 · 2020年1月16日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月4日
Arxiv
11+阅读 · 2020年12月2日
VIP会员
相关资讯
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员