Китайский алгоритм может ускорить графические процессоры Nvidia в 800 раз

Ожидается, что новый алгоритм ученых поможет повысить эффективность перидинамики (ПД) — нелокального метода, используемого для моделирования трещин и повреждений в материалах. Этот новый метод может повысить производительность моделирования до 800 раз, тем самым значительно повысив скорость моделирования для крупномасштабных материалов.

Новый алгоритм позволяет увеличить возможности популярных графических процессоров от Nvidia до 800 раз

В настоящее время перидинамика широко используется в таких областях, как аэрокосмическая промышленность, гражданское и военное машиностроение, для прогнозирования разрушения материалов. Однако традиционное моделирование перидинамики часто требует больших вычислительных ресурсов, что делает крупномасштабные исследования медленными и непрактичными.

Прорывные алгоритмические решения

Теперь доцент Ян Ян и ее исследовательская группа решили эту проблему, применив технологию CUDA от Nvidia для оптимизации разработки алгоритмов и управления памятью. Разработанная ими платформа PD-General обеспечивает ускорение до 800 раз на видеокартах Nvidia RTX 4070 (GPU) по сравнению с традиционными последовательными методами, а также в 100 раз быстрее параллельных программ на основе OpenMP. В крупномасштабном моделировании с миллионами частиц этот алгоритм может выполнить 4000 итераций всего за 5 минут. В частности, в задачах большого масштаба скорость обработки не только выше, но и точнее, чем у традиционной модели.

Такое повышение эффективности вычислений позволяет исследователям выполнять моделирование на графических процессорах потребительского уровня, вместо того чтобы полагаться на дорогие и высокопроизводительные компьютерные кластеры. Это имеет важные последствия для отраслей, требующих детального анализа материалов, включая аэрокосмическую промышленность, машиностроение и производство, а также военные исследования.

Возможность выполнять высокопроизводительное моделирование на популярных графических процессорах также снижает зависимость от внешних технологий, особенно в нынешних условиях санкций и торговых ограничений. Этот прорыв позволяет Китаю и России продвигать исследования, не полагаясь на высокопроизводительное компьютерное оборудование из западных стран.

Исследование было опубликовано в китайском журнале Computational Mechanics 8 января 2025 года, и группа считает, что этот процесс оптимизации можно расширить за пределы динамики, тем самым повысив производительность графического процессора для других научных расчетов.

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