|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Численный код частиц в ячейке на основе гибридных cpu-gpu вычислительных системстатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК- Авторы: Попова Н.Н., Никишин Н.Г.
- Журнал: Программные продукты и системы
- Номер: 1
- Год издания: 2014
- Первая страница: 36
- Последняя страница: 43
- Аннотация: В работе представлено исследование эффективности параллельных программ для расчета эволюции ионов в рамках модели частиц в ячейке. Разработаны параллельные программы для гибридных вычислительных систем, содержащих CPU (Central Processing Units, центральные процессоры) и GPU (Graphic Processing Units, графические ускорители) устройства. Программы применяются для прямого моделирования поведения ионов в ловушках масс-спектрометров на основе преобразования Фурье. Показана возможность использования GPU устройств для ускорения многократного решения краевых задач для уравнения Пуассона на основе быстрого преобразования Фурье, реализованного в библиотеке cuFFT — библиотеке процедур быстрого преобразования Фурье для архитектуры CUDA (Compute Unified Device Architecture). Проведено сравнение реально достигаемой производительности и задействования полосы пропускания памяти при вычислении решения с пиковыми характеристиками GPU для разных установок. Показано, что выбранный алгоритм решения первой краевой задачи для уравнения Пуассона масштабируется в соответствии с асимптотической оценкой сложности. Разработаны программы расчета полей, удерживающих ионы в ловушке в произвольной геометрии электродов для работы на гибридных системах, сочетающих в себе одновременную обработку данных на CPU и GPU. В каждом из параллельных процессов программы расчета поля, решение алгебраических уравнений, осуществляется на GPU через процедуры LAPACK, реализованные в составе библиотеки CULA. В результате расчетов на суперкомпьютере “Ломоносов” показано, что эффективность параллельного использования GPU существенно зависит от выбранной схемы распределения процессов параллельной программы. Вычисления показывают, что ускорители могут быть эффективно использованы для определения кулоновского взаимодействия ионов с помощью решения первой краевой задачи для уравнения Пуассона. Параллельные вычисления полей на CPU от каждой поверхности электрода могут быть проведены совместно с решением алгебраических систем на GPU с достаточной эффективностью.
- Добавил в систему: Попова Нина Николаевна