Jakie są główne różnice między PETSc a Trilinos?

24

O ile mogę stwierdzić, dwie duże ogólne ramy oprogramowania do obliczeń informatycznych Departamentu Energii w USA to PETSc i Trilinos . Na pierwszy rzut oka wydają się podobne, poza różnicami językowymi (C kontra C ++). Jakie są główne różnice między tymi dwoma ramami i jakie czynniki powinny wpłynąć na wybór jednego z nich? (Ignoruj uprzedzenia instytucjonalne i istniejącą infrastrukturę.)

petsc software trilinos

— Geoff Oxberry
źródło

1

Jakiś czas temu odbyła się nieco przestarzała dyskusja (od 2009 r.) Na tablicy CFD ; być może lepszym pytaniem jest: czy od tamtego czasu nastąpiły znaczące zmiany w projekcie któregoś z pakietów?

— aeismail

Ahmed, ta dyskusja skupia się głównie na kondycjonerach. Miałem nadzieję na szerszy punkt widzenia niż dyskusje o iteracyjnych rozwiązaniach. Ponadto, ponieważ dużo mówi się o PETSc na scicomp.SE, doszedłem do wniosku, że Trilinos powinien również poświęcić kilka postów na ten temat, i wydaje się, że jest to jedno z pierwszych pytań, które powinien zadać potencjalny użytkownik Trilinos. Nie wiem dużo o Trilinos ani PETSc, więc doszedłem do wniosku, że odpowiedź pomoże mi również się czegoś nauczyć.

— Geoff Oxberry,

19

Istnieją ogromne różnice w kulturze, stylu kodowania i możliwościach. Prawdopodobnie podstawową różnicą jest to, że Trilinos stara się zapewnić środowisko do rozwiązywania problemów MES, a PETSc zapewnia środowisko do rozwiązywania rzadkich problemów z algebrą liniową.

Dlaczego to ma znaczenie?

Trilinos dostarczy dużą liczbę pakietów związanych z oddzielnymi częściami rozwiązania FEM. Czasami te pakiety działają razem, a czasem nie. Nawet podstawowe komponenty znajdują się we własnym pakiecie i zaawansowanych narzędziach C ++
PETSC zapewnia niewielką liczbę podstawowych procedur, na których można budować, ale pozostawia solvery FEM w pakietach stron trzecich. Z tego powodu jest powiązany z większą społecznością niż tylko MES. Na przykład, nawet solwery własne są stronami trzecimi, co jest prawdopodobnie główną częścią algebry liniowej.
Podsumowując, Trilinos skupia się na pracy we własnych pakietach, a PETSc ma interfejsy, które wywołują wiele pakietów oprogramowania pośredniego (często słyszałem, że z tego powodu nazywa się to „lżejszą”, ale nie twierdziłbym, że to twierdzenie)

IMHO, którego powinieneś użyć, naprawdę zależy od problemu. Podaj więcej szczegółów, aby odpowiedzieć na to pytanie.

— aterrel
źródło

Nie mam na myśli konkretnego problemu. Interesuje mnie zdobycie doświadczenia z jednym z tych dużych pakietów do rozwiązywania PDE i chciałem poznać zalety i wady, aby móc podjąć bardziej świadomą decyzję, w którą inwestować mój czas.

— Geoff Oxberry

11

Jeśli chcesz usłyszeć informacje techniczne od różnych pakietów, zadawanie pytań z punktu widzenia zwykłego użytkownika HPC, podcast RCE Brocka Palena i Jeffa Squyresa jest doskonałym źródłem informacji. Mają odcinki na PETSc i Trilinos, które są bardzo jasne.

aterrel ma rację w swoich opisach - PETSc jest (porównawczo) małym, zintegrowanym, dobrze przemyślanym pakietem uniwersalnych liniowych i niektórych nieliniowych solverów, które można następnie wykorzystać w ramach solvera; Trilinos to kolekcja pakietów, z ewoluującą integracją, mającą głównie na celu stworzenie frameworku solvera, i zawiera takie rzeczy jak solwery ODE, pakiety siatki itp.

7

Dodam do dobrego komentarza aterrel, że Trilinos to naprawdę duża torba (Sandia), a Petsc to bardziej skoncentrowana biblioteka. Jeśli chcesz porównać, powinieneś porównać obsługę rzadkiego solvera PETSc z ekosystemem rzadkiego solvera ePetra / ML / etc Trilinos, które robią podobne rzeczy. Ponadto PETSc obsługuje siatki strukturalne, a Sandia historycznie wyraźnie była domem niestrukturalnym (FEM), więc Trilinos ma niewielkie wsparcie AFAIK dla siatek strukturalnych lub nie ma go wcale. A Trilinos ma możliwości, których PETSc nie dotyka jak stochastyczne wsparcie PDE.

— Adams
źródło

3

Cóż, aby dodać do rzeczy, które ma Trillinos, których nie ma PETSc: automatyczne różnicowanie, równoważenie obciążenia, metody kontynuacji łuku, pakiety optymalizacji. Ale wszystkie z nich zostały wbudowane w PETSc przez pakiety innych firm (niektóre z Trilinos) i można je dodać za pomocą PETSc - konfiguracja pobierania-foo.

— aterrel,

6

Jako ktoś, kto spędził kilka lat pracując z obiema, z mojej perspektywy oba pakiety nie są tak naprawdę różne. To prawda, że używają różnych języków, ale używają go w bardzo podobny sposób (oba są zorientowane obiektowo, Trilinos w niewielkim stopniu wykorzystuje C ++ poza klasami). Obie obsługują praktycznie wszystko, co kiedykolwiek będziesz chciał zrobić z algebrą liniową (albo poprzez podpakiety, albo rzeczy pobierane w locie, co z perspektywy użytkownika nie robi żadnej różnicy). Wreszcie, oba mają dużą liczbę bardziej niejasnych i prawdopodobnie niezbyt szeroko używanych podpakietów (np. „Sito” interfejsu PETSc, automatyczne różnicowanie w Trilinos itp.).

Według mnie atrakcyjność Trilinos jest dwojaka: - liczba niejasnych podpakietów w Trilinos jest znacznie większa; jeśli kiedykolwiek będę potrzebować czegoś w kierunku X, znajdę to w Trilinos i będzie działać z resztą mojego kodu. - Trilinos są znacznie bardziej konserwatywni w swojej strategii rozwoju. PETSc cały czas zmienia nazwy i każde wydanie wymaga od użytkowników nadążenia za funkcjami o zmienionej nazwie, różnymi bibliotekami itp.

— Wolfgang Bangerth
źródło

Rozumiem, że używałeś tylko starszych interfejsów, ponieważ wiele nowszych intensywnie korzysta z szablonów.

— aterrel,

To w większości prawda. Wyobrażam sobie, że skomentowałeś stwierdzenie „inne użycie C ++ poza klasami”. Miałem na myśli to, że w większości miejsc nie używa RTTI, wyjątków, wielokrotnego dziedziczenia itp. Rozumienie C i odrobiny orientacji obiektowej jest stosunkowo proste.

— Wolfgang Bangerth,

2

PETSc można bardzo łatwo używać z Fortranem, a dokumentacja / przykłady są dość dobre.

Dla mnie Trilinos wyglądały na mylące (ze wszystkimi jego paczkami i schematem nazewnictwa), a wsparcie Fortrana było nierówne (przynajmniej kiedy spojrzałem na to kilka lat temu).

Istnieją dwa sposoby interakcji z Trilinos z Fortran: (1) przekazanie surowych danych do opakowania C ++, które wykonuje wszystkie wywołania pakietów Trilinos dla twojego [takie opakowania istnieją dla kilku pakietów] lub (2) używa nowych interfejsów ForTrilinos, które bardzo mocno ćwiczyć obiektowe funkcje Fortran 2003. Większość funkcji wymaganych przez ForTrilinos jest dostępna w większości kompilatorów. implementacje tych funkcji kompilatora są błędne, ale szybko się poprawiają. ForTrilinos buduje obecnie z kompilatorami IBM i NAG. Obecne lub przyszłe wydania kompilatorów Cray, Intel i Portland Group nominalnie obsługują wymagane funkcje poprawek błędów modulo. Nadchodzące wydanie GCC 4.7.0 będzie miało wszystkie wymagane funkcje, ale jedną, więc szeroka obsługa kompilatorów nie jest zbyt daleko w przyszłości.

— stali
źródło