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无三对角化Hermitian特征值问题序列的并行直接特征解。 arXiv:2012.00506号

预印本,arXiv:2012.00506[math.NA](2020)。
摘要:本文提出了一个无三对角化的厄米特特征值问题序列的并行直接特征解,表示为PDESHEP项目它将直接方法与迭代方法相结合。PDESHEP项目首先将厄米特矩阵简化为带状形式,然后对带状矩阵应用谱切片算法,最后通过反变换计算原始矩阵的特征向量。因此,与传统的直接特征值求解器相比,PDESHEP项目避免由许多内存边界操作组成的三对角化。在这项工作中PDESHEP项目基于FEAST中实现的轮廓积分方法。带状矩阵的直接方法和迭代方法的结合需要一些有效的数据重新分配算法,包括从2D到1D和从1D到2D的数据结构。因此,提出了一些两步数据重新分配算法,其速度比ScaLAPACK例程快10倍PXGEMR2D型.对于对称自洽场(SCF)特征值问题,PDESHEP项目当使用\(4096\)过程时,可以比ELPA中最先进的直接求解器平均快\(1.25\倍\)。从实际应用程序和SuiteSparse集合中的大型实稀疏矩阵中获得了稠密厄米矩阵的数值结果。
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