Китайский алгоритм может ускорить графические процессоры Nvidia в 800 раз

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

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

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

Прорывные алгоритмические решения

Доцент Ян Ян и её команда решили эту проблему, применив технологию CUDA от Nvidia для оптимизации проектирования алгоритмов и управления памятью. Разработанный ими фреймворк PD-General обеспечивает ускорение до 800 раз на видеокарте Nvidia RTX 4070 (GPU) по сравнению с традиционными последовательными методами и в 100 раз быстрее параллельных программ на базе OpenMP. В крупномасштабных симуляциях с миллионами частиц алгоритм может выполнить 4000 итераций всего за 5 минут. В частности, в задачах большого масштаба скорость обработки не только выше, но и выше, чем у традиционной модели.

Это повышение вычислительной эффективности позволяет исследователям проводить моделирование на графических процессорах потребительского уровня, а не полагаться на дорогостоящие высокопроизводительные вычислительные кластеры. Это имеет важное значение для отраслей, требующих детального анализа материалов, включая аэрокосмическую промышленность, машиностроение и производство, а также военные исследования.

Возможность проведения высокопроизводительного моделирования на распространённых графических процессорах также снижает зависимость от внешних технологий, особенно в условиях санкций и торговых ограничений. Этот прорыв позволяет Китаю и России развивать исследования, не полагаясь на высокопроизводительное вычислительное оборудование 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 вычислений.

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