ScaLAPACK — CAE用語解説

LAPACKは1台のマシンで動く線形代数ライブラリだ。ScaLAPACKはその名の通り「Scalable LAPACK」で、並列計算環境で複数のノードに行列を分散させて計算できるバージョンだよ。

「ブロックサイクリック分散」という方式を使う。行列をブロック単位で各プロセスに順番に配る。例えば4プロセスなら行列の各ブロックがプロセス0,1,2,3,0,1,2,3...と巡回的に割り当てられる。こうすると負荷が均等になるんだ。

大規模なLU分解や固有値解析だね。例えば100万自由度の構造解析で直接法ソルバーを使う場合、密行列部分の分解にScaLAPACKが裏で動いている。数百コア以上に並列化できるから、1台では何日もかかる計算が数時間で終わることもある。

普通はない。ソルバーの内部で使われているから、ユーザーは意識しないことが多い。ただし自分でソルバーを開発したり、研究コードを書く場合は直接呼ぶことになる。BLACS（通信レイヤー）の初期化とかクセがあるから、最初はちょっと苦労するかもね。

GPU向けにはNVIDIAのcuSOLVERやMagmaといった別のライブラリが主流になってきた。ただしCPUクラスタではまだScaLAPACKが現役バリバリで、多くのCAEソルバーの数学基盤として動き続けているよ。