Performance analysis of the LSU3shell program

Abstract

Ab initio přístup ke zkoumání struktury atomových jader je na popředí součas- ného vývoje nukleární fyziky. LSU3shell je implementací ab initio metody zvané symmetry-adapted no-core shell model (SA-NCSM) pro vysoce paralelní výpočetní systémy. Cílem této práce bylo zanalyzovat výkonnové charakteristiky programu LSU3shell se zaměřením převážně na dynamickou alokaci paměti, provést rešerši metod a řešení která by mohla vést ke zlepšení výkonu a využití paměti, a provést následnou implementaci. Tento přístup se ukázal být správný, a bylo možné provést mnoho optimalizací vztahujících se k dynamické alokaci paměti. Výsledkem této práce je průměrné zrychlení LSU3shell o 41 %, což nám ušetří až 1,4 milionu core-hodin z naší alokace na superpočítači BlueWaters.Ab initio approaches to nuclear structure exploration are at the forefront of current nuclear physics research. LSU3shell is an implementation of the ab initio method called symmetry-adapted no-core shell model (SA-NCSM) optimized for distributed HPC systems. The goal of this thesis was the analysis of the LSU3shell program with focus primarily on dynamic memory allocation, research of methods that can be used to improve performance and memory usage, and their application on LSU3shell. The focus on dynamic memory allocation proved to be the right one, leading to many possible optimizations. I was able to reduce the run time by 41 % on average, thus potentially saving up to 1.4 million core-hours of our total BlueWaters allocation