#author("2023-03-05T03:06:32+00:00","default:opencaewikistaff","opencaewikistaff")
#author("2023-03-06T01:34:25+00:00","default:opencaewikistaff","opencaewikistaff")
* NEC製次世代イノベーションプラットフォームスパコン「 SX-Aurora TSUBASA」に関する情報発信 [#d5309311]

ここでは、日本電気ＮＥＣ製の次世代イノベーションプラットフォームスパコン「SX-Aurora TSUBASA」に関する活用情報をまとめます。なお「SX-Aurora TSUBASA」のことを、このウエブでは短縮して「SXAT」と呼ぶときもあります。

謝辞：　このウエブは、2019年度より実施している「[[日本電気様（ＮＥＣ）:https://jpn.nec.com/hpc/sxauroratsubasa/index.html?]]」と岐阜高専との共同研究の取り組みをもとに、情報発信を行います。なお活動においては、「[[一般社団法人インダストリスパコン推進センター様（ＩＳＣＰＣ）:https://www.iscpc.jp/]]」より多大なご協力を受けています。

** 最新情報など [#bcf7136f]

20200630：　日本電気様との共同研究の成果が発表されました　　https://jpn.nec.com/hpc/sxauroratsubasa/Application/index.html?#anc-calculix

図：SXAT上の PrePoMax での構造解析 ~
&ref(./sxat-ccx-1.png,245x197); ~
（図はクリックすると拡大します。） ~

** 関連する情報リンク [#l524fb09]

ＮＥＣ公式サイト　https://jpn.nec.com/hpc/sxauroratsubasa/index.html ~
VEOS for SX-Aurora TSUBASA　https://github.com/veos-sxarr-NEC ~
NEC SX-Aurora TSUBASA Documentation　https://www.hpc.nec/documents/ ~
NEC SX-Aurora TSUBASA ではじめる ベクトルプログラミング　https://www.hpc.nec/api/v1/forum/file/download?id=LE6hEK ~
SX-Aurora TSUBASA のアーキテクチャとオペレーティングシステム　http://www.ipsj.or.jp/sig/os/index.php?plugin=attach&refer=ComSys2019&openfile=comsys2019-imai.pdf ~
TensorFlow for SX-Aurora TSUBASA　https://github.com/sx-aurora-dev/tensorflow ~
SX-Aurora TSUBASAを活用したビッグデータ向け高速分析プラットフォーム　https://github.com/frovedis/frovedis ~
SX-Aurora TSUBASA Research https://github.com/sx-aurora-dev ~

SX-Aurora TSUBASA 紹介資料　https://nsrp.nifs.ac.jp/news/Aurora_intro-v4.pdf　（ご関心があれば、まずこれを見てください） 

** SXAT による CalculiX 公式テスト結果の記録 [#a684441f]

*** 2021年度版（220408） [#p5948027]

CalculiX の公式ウエブでは、Official版テスト集が公開されており、2.18版では、531ケースで構成されています。~
ウエブ：　http://www.dhondt.de/　　ファイル：　http://www.dhondt.de/ccx_2.18.test.tar.bz2（現在の最新版は2.19）

- SPOOLES: CalculiXの標準ソルバーであり、OpenMPによる共有メモリ並列処理が可能な、直接法ソルバーです。
- PARDISO: Intel oneMLK として提供された高速ソルバーで、大規模疎行列を対象とした。直接法ソルバーです。
- SX-AUR_HS: SX-Aurora TSUBASA用に実装された直接法による大規模疎行列連立1次方程式ソルバであるHeteroSolverを使用します。
- SX-AUR_SCALING: CalculiXに実装されている反復法ソルバITERATIVESCALINGをSX-Aurora TSUBASAのVE(Vector Engine)上で高速に実行します。本ソルバはSBLASを利用することで、ベクトル化+OpenMPによる高速化が図られています。

これら５つのソルバーを用いて、531ケースのテストを実行した結果が、以下の通りです。なお結果は「OK：計算と結果が正常・NG:計算は正常だが結果が不可・FAULT:計算が異常終了」となっています。

|使用ソルバ	|TOTAL	|OK	|NG	|FAULT|
|SPOOLES	|531	|518	|0	|13|
|PARDISO	|531	|518	|0	|13|
|ITERATIVESCALING	|531	|400	|9	|122|
|SX-AUR_HS	|531	|483	|0	|48|
|SX-AUR_SCALING	|531	|483	|5	|43|

個々のテストの結果は、ファイル「&ref(ccx-2.18.test-results.xlsx);」にまとめてあります。全体の傾向は以下の通りです。

- 反復法の ITERATIVESCALING は、FAULT となるケースが多く、特に FREQUENCY の固有値解析で目立ちます。
- SX-AUR の２つのソルバーは、若干 FAULT となるケースがありますが、NG となるケースは多くありません。

*** 2022年度版（230305） [#dbc8f55a]

CalculiX の公式ウエブでは、Official版テスト集が公開されており、2.19版では、532ケースで構成されています。~
ウエブ：　http://www.dhondt.de/　　ファイル：　http://www.dhondt.de/ccx_2.19.test.tar.bz2（現在の最新版は2.20）

- SPOOLES: CalculiXの標準ソルバーであり、OpenMPによる共有メモリ並列処理が可能な、直接法ソルバーです。
- PARDISO: Intel oneMLK として提供された高速ソルバーで、大規模疎行列を対象とした。直接法ソルバーです。
- ITERATIVESCALING: 
- ITERATIVESCALING:  CalculiXに標準実装されているCG法による反復法ソルバです。
- SXAT_HS: SX-Aurora TSUBASA用に実装された直接法による大規模疎行列連立1次方程式ソルバであるHeteroSolverを使用します。
- SXAT_SCALING: CalculiXに実装されている反復法ソルバITERATIVESCALINGをSX-Aurora TSUBASAのVE(Vector Engine)上で高速に実行します。本ソルバはSBLASを利用することで、ベクトル化+OpenMPによる高速化が図られています。
- SXAT_SCALING: ITERATIVESCALINGソルバをSX-Aurora TSUBASAのVE(Vector Engine)向けにチューニングしたものです。本ソルバはSBLASを利用することで、ベクトル化+OpenMPによる高速化が図られています。

これら５つのソルバーを用いて、532ケースのテストを実行した結果が、以下の通りです。なお結果は「OK：計算と結果が正常・NG:計算は正常だが結果が不可・FAULT:計算が異常終了」となっています。

|使用ソルバ		|OK	|NG	|FAULT|
|SPOOLES		|532	|0	|0 |
|PARDISO		|532	|0	|0 |
|ITERATIVESCALING		|411	|9	|112|
|SX-AUR_HS			|495	|0  | 37 |
|SX-AUR_SCALING		|495	|5	|32|

個々のテストの結果は、ファイル「&ref(ccx-2.19.test-results-230220.xlsx);」にまとめてあります。全体の傾向は以下の通りです。

- 反復法の ITERATIVESCALING は、FAULT となるケースが多く、特に FREQUENCY の固有値解析で目立ちます。
- SX-AUR の２つのソルバーは、若干 FAULT となるケースがありますが、NG となるケースは多くありません。

** SX-Aurora TSUBASA の導入記録 [#v43bf2d0]

１：SX-Aurora TSUBASA にCentOSを導入し、関連ツールとライセンスを設定するまで　【[[SXAT-Setup1]]に移る】

２：SX-Aurora TSUBASA 上に、専用 Calculix (CCX) を構築するまでのビルド手順　【[[SXAT-CCXbuild1]]に移る】

３：SX-Aurora TSUBASA 上で、Windows の PrePoMax を起動させ連携するまで　【[[SXAT-PrePoMax1]]に移る】

４：SX-Aurora TSUBASA 上の PrePoMax で、構造解析を実行する操作手順の概要　【[[SXAT-PrePoMax2]]に移る】

*** 2021(R3)年度の開発によるSX-Aurora TSUBASA の導入記録 [#n8d037bd]

SXATでは、PC本体を「VH：ベクトルホスト」、高速演算ボードを「VE：ベクトルエンジン」と呼びます。

１：SXAT の CentOS 上に、VH 用の Calculix (CCX) を構築するまでのビルド手順　【[[SXAT-CCXbuild-21-1]]に移る】

２：SXAT の CentOS 上に、VE 対応の Calculix (CCX) を構築するまでのビルド手順　【[[SXAT-CCXbuild-21-2]]に移る】

*** 2022(R4)年度の開発によるSX-Aurora TSUBASA の導入記録 [#u4dee9b1]

SXATでは、PC本体を「VH：ベクトルホスト」、高速演算ボードを「VE：ベクトルエンジン」と呼びます。

１：WSL2 の Ubuntu22.04 上に、Calculix (CCX) を構築するまでのビルド手順　【[[SXAT-CCXbuild-22-1]]に移る】

２：SXAT の CentOS 上に、VE 対応の Calculix (CCX) を構築するまでのビルド手順　【[[SXAT-CCXbuild-22-2]]に移る】

** SX-Aurora TSUBASA で活用する解析ツール [#h11f3ff9]

１：汎用３次元構造解析ツール「Calculix（カルキュリックス）」⇒　http://www.calculix.de/

□プリ：付属プリポストツール CGX に加えて、FreeCAD の FEM モジュールとして組み込まれ設計者用 CAE としての活用は大きな可能性を持つ。~
□ソルバ：Abaqus に準拠した解析設定を可能にしたソルバであり、ビルド済みの CCX が公開され、コンパクトな設計のため各種環境に対応する。~
□ポスト：付属プリポストツール CGX に加えて、統合支援ツール PrePoMax により商用ツール並みの可視化機能を実現している。ParaView も利用可能。~
□特徴：円筒座標系の解析が可能であり、Abaqus の INP 形式にほぼ対応している。解析結果の比較検討などが進んでおり日本語の情報も豊富である。~

[[OpenCAE Users Wiki]]

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