High Performance Computing in Nuclear Engineering
The aim of this chapter is to give some key points on the use of high performance computing (HPC) in the field of nuclear engineering. This chapter is divided into two main parts. This first one is an introduction to parallel computing. In this first part
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Main Computer and Processor Architectures .. . . .. . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . Main Architecture Classes for High Performance Computing . . . . . . . . . . . . . . . SIMD Architectures .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . MIMD Architectures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . Dataflow and Systolic Architectures: Specialized Architectures Versus Generic Ones .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . Vector Architectures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .
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Parallelism Models .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . Shared Memory Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . Threads Model .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . Message Passing Model .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . Data Parallel Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . Other Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . Hybrid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . Single Program Multiple Data (SPMD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . Multiple Program Multiple Data (MPMD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . The Different Levels of Parallelism. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . First Level: Distributed Computing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . Second Level: Coarse Grain Parallel Computing . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . Third Level: Fine Grain Parallel Computing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .
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