中国のアルゴリズムはNVIDIAのGPUを800倍高速化できる

科学者らによる新しいアルゴリズムは、材料のひび割れや損傷をモデル化する非局所的手法であるペリダイナミクス（PD）の効率向上に役立つことが期待されています。この新しい手法は、シミュレーション性能を最大800倍向上させ、大規模材料のシミュレーション速度を大幅に向上させます。

新しいアルゴリズムにより、Nvidia の人気 GPU の性能を最大 800 倍に向上

ペリダイナミクスは現在、航空宇宙、土木工学、 軍事などの分野で材料の破損を予測するために広く利用されています。しかし、従来のペリダイナミクスシミュレーションは多くの計算リソースを必要とすることが多く、大規模な研究には時間がかかり、実用的ではありません。

画期的なアルゴリズムソリューション

ヤン・ヤン准教授率いる研究チームは、NVIDIAのCUDA技術を適用し、アルゴリズム設計とメモリ管理を最適化することで、この問題を解決しました。開発したPD-Generalフレームワークは、NVIDIA RTX 4070グラフィックスカード（GPU）上で従来の逐次手法と比較して最大800倍の高速化を実現し、OpenMPベースの並列プログラムと比較して100倍の高速化を実現します。数百万粒子規模の大規模シミュレーションにおいて、このアルゴリズムはわずか5分で4,000回の反復処理を完了できます。特に大規模な問題においては、従来のモデルと比較して処理速度が高速であるだけでなく、精度も向上しています。

この計算効率の向上により、研究者は高価な高性能コンピュータクラスターに頼ることなく、コンシューマーグレードのGPUでシミュレーションを実行できるようになります。これは、航空宇宙、エンジニアリング・製造、軍事研究など、詳細な材料分析を必要とする業界にとって重要な意味を持ちます。

一般的なGPUで高性能シミュレーションを実行できるようになったことで、特に制裁や貿易制限が続く現在の状況において、外部技術への依存度が低減されます。この画期的な進歩により、中国とロシアは西側諸国の高性能コンピューティングハードウェアに頼ることなく研究を進めることができます。

この研究は2025年1月8日にChinese Journal of Computational Mechanicsに掲載されました。研究チームは、この最適化プロセスを力学以外にも拡張することで、他の科学計算におけるGPUパフォーマンスを向上できると考えています。

出典: https://thanhnien.vn/thaut-toan-trung-quoc-co-the-tang-toc-gpu-nvidia-len-800-lan-185250205231104787.htm