태양계 궤도 적분을 병렬화하다 — '평균요소 파라리얼(MEP)' 기법으로 50억년 계산을 52분에
행성계의 장기 궤도 적분은 각 시간 단계가 직전 단계의 상태에서 출발해야 하고 작은 오차도 궤도 전단(shear)과 카오스로 증폭되기 때문에 본질적으로 순차적 계산으로 여겨져 왔다. 연구진은 평균요소 파라리얼(mean-element parareal, MEP)이라는 시간축 병렬화 기법을 제시해, 8개 행성과 일반상대론 효과를 포함한 단일 태양계 적분을 순차 적분기와 동일한 정확도로 가속했다. 지연시간에 최적화된 C 커널은 1개 코어에서 50억 년(5 Gyr) 적분을 5.8시간에 수행하며, MEP를 적용하면 64개 코어에서 52분(병렬 속도향상 6.7배, 기존 단일코어 기록 9.0시간보다 10.4배 빠름), 16개 코어에서 1.8시간(3.3배, 기존 기록의 5.0배)에 끝난다. MEP가 성공한 이유는 조립(coarse) 전파기가 1차 평균요소 이론을 수치적으로 사용해 궤도 장반경의 단주기 진동을 제거하고, 케플러 전단이 이를 위상 오차로 증폭시키는 것을 막기 때문이다. 연구진은 이것이 단일 장기 행성 적분에서 멀티코어 속도향상을 실측한 첫 사례이며 더 큰 규모의 병렬화로 가는 길을 열어준다고 밝혔다.
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