Parallel implementations of Krylov subspace methods often help to accelerate the procedure of finding an approximate solution of a linear system. However, such parallelization coupled with asynchronous and out-of-order execution often enlarge the non-associativity impact in floating-point operations. These problems are even amplified when communication-hiding pipelined algorithms are used to improve the parallelization of Krylov subspace methods. Introducing reproducibility in the implementations avoids these problems by getting more robust and correct solutions. This paper proposes a general framework for deriving reproducible and accurate variants of Krylov subspace methods. The proposed algorithmic strategies are reinforced by programmability suggestions to assure deterministic and accurate executions. The framework is illustrated on the preconditioned BiCGStab method and its pipelined modification, which in fact is a distinctive method from the Krylov subspace family, for the solution of non-symmetric linear systems with message-passing. Finally, we verify the numerical behaviour of the two reproducible variants of BiCGStab on a set of matrices from the SuiteSparse Matrix Collection and a 3D Poisson's equation.


翻译:Krylov 子空间方法的平行实施往往有助于加快寻找线性系统近似解决办法的程序,然而,这种平行化加上不同步和不按部就班的执行往往会扩大浮点作业的非共性影响。当通信中连接管道的算法被用来改进Krylov 子空间方法的平行化时,这些问题甚至会更加突出。在实施中引入再复制通过获得更稳健和正确的解决办法来避免这些问题。本文件提议了一个总框架,用以得出Krylov 子空间方法的可复制和准确变异。拟议的算法战略通过程序性建议得到加强,以确保确定和准确处决。框架用附加条件的BiGStab 方法及其编程修改加以说明,事实上,这是Krylov 子空间组的独特方法,目的是用信息接收解决非对称线系统。最后,我们核查了一套ASOPARS 3矩阵库中两个可复制的BiGStab的变异体的数字行为。

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