Реализация модели многочастичного газа FHP-MP на графическом ускорителе Подстригайло Алена, гр.12221 Научный руководитель: к.ф.-м.н. Калгин К.В. - презентация

1 Реализация модели многочастичного газа FHP-MP на графическом ускорителе Подстригайло Алена, гр Научный руководитель: к.ф.-м.н. Калгин К.В.

2 Предметная область Имитационное моделирование физических процессов; Lattice Gas: клеточно-автоматные модели потоков; Дискретные модели на основе булевой алгебры; Ограничения применимости;

3 Предметная область Задача моделирования потоков Улучшение модели Наращивание мощностей GPU

4 Предметная область Задача моделирования потоков Улучшение модели Наращивание мощностей GPU ?

5 Предметная область: FHP-MP Пространство моделирования разбито на клетки; Состояние клетки – вектор целых чисел; Итерации: –столкновение; –движение; Большая вычислительная сложность фазы столкновения; w N 0 (w) c1c1 c2c2 c3c3 c4c4 c5c5 c6c6 N 6 (w) N 1 (w) N 2 (w) N 3 (w) N 4 (w) N 5 (w) Разработка Ю. Г. Медведева

6 Цель работы Создание модуля, подключаемого к системе моделирования газовой динамики на основе FHP-MP модели, позволяющий вести расчет задачи на гибридных вычислителях;

7 Задачи Min: Простая реализация модели распространения FHP-MP газа на графическом ускорителе (видеокарта); Исследование возможных вариантов динамической балансировки нагрузки на графическом ускорителе, обзор работ; Разработка алгоритма параллельного исполнения итераций на графическом ускорителе; Анализ влияния условных переходов на производительность вычислений на графическом ускорителе; Разработка визуальной компоненты для отображения распространения потока частиц во время вычислений на видеокарте; Max: Исследование возможности реализации алгоритма с помощью SSE расширений; Реализация варианта алгоритма для исполнения на гибридных вычислителях; Реализация варианта алгоритма на OpenGL и тестирование его работы на CPU, Cell;

8 Актуальность Использование графических ускорителей позволяет эффективнее и быстрее, чем на CPU, обрабатывать расчетные задачи; Необходимость балансировки загрузки вычислительных потоков; Малоизученность задачи динамической балансировки загрузки вычислительных потоков на графических ускорителях;

9 Сделано Реализована модель FHP на CPU; Реализована модель FHP-MP на CPU; Реализован оптимизированный алгоритм расчета столкновений частиц в модели FHP-MP; Реализован визуализатор движений потоков частиц;

10 Визуализатор

11

12

13 Время работы алгоритма Поле 320x128 частиц; Внутренняя граница 40х1; Среднее время работы 100 итераций простого алгоритма FHP-MP 241 сек; Среднее время работы оптимизированного алгоритма FHP-MP 5 сек;

14 Дальнейшие планы Реализация алгоритма FHP-MP на GPU; Анализ производительности алгоритма; Динамическая балансировка нагрузки на GPU;

15 Спасибо за внимание