基于GPU求解椭圆型偏微分方程的并行算法

计算物理 ›› 2015, Vol. 32 ›› Issue (4): 475-481.

基于GPU求解椭圆型偏微分方程的并行算法

曹建伟, 徐翔, 王友年

大连理工大学物理与光电工程学院, 大连 116023

收稿日期:2014-06-23 修回日期:2014-11-01 出版日期:2015-07-25 发布日期:2015-07-25
通讯作者: 徐翔,E-mail:xuxiang@dlut.edu.cn
作者简介:曹建伟(1988-),女,硕士,主要从事GPU并行计算研究
基金资助:
国家自然科学基金(11275039)资助项目

Parallel Algorithms for Separable Elliptic Equation based on GPU

CAO Jianwei, XU Xiang, WANG Younian

School of Physics and Optoelectronic Technology, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China

Received:2014-06-23 Revised:2014-11-01 Online:2015-07-25 Published:2015-07-25

摘要/Abstract

摘要： 针对求解椭圆型偏微分方程的雅克比迭代算法和DRM算法进行基于GPU的CUDA加速算法研究.通过两个算例在GTX570显卡上对GPU加速算法进行验证.结果表明,在保证运算精度的前提下,雅克比迭代的GPU加速效率最高,在DOUBLE类型下的加速比可达到14倍左右,效率可达到53%左右;DRM算法在DOUBLE类型下的加速比最高可达到3.8倍,效率达到15%左右.

关键词: 雅克比迭代, DRM算法, GPU, CUDA

Abstract: We study parallel algorithms of Jacobi iteration and DRM based on GPU for separable elliptic equation. Two test cases are performed on GTX 570 platform to verify validity of parallel algorithms. It shows that the maximum speed-up ratio on DOUBLE reaches about 14. And efficiency reaches 53% for Jacobi iteration. Besides,the maximum speed-up ratio on DOUBLE reaches about 3.8. And efficiency reaches 15% for DRM algorithm.

Key words: Jacobi iteration, DRM, GPU, CUDA

中图分类号:

TP301.6

曹建伟, 徐翔, 王友年. 基于GPU求解椭圆型偏微分方程的并行算法[J]. 计算物理, 2015, 32(4): 475-481.

CAO Jianwei, XU Xiang, WANG Younian. Parallel Algorithms for Separable Elliptic Equation based on GPU[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2015, 32(4): 475-481.

[1]	彭浩, 单鸣雷, 朱昌平, 姚澄. LBM伪势MRT三维模型GPU并行计算的性能优化[J]. 计算物理, 2018, 35(5): 554-562.
[2]	祁美玲, 杨琼, 王苍龙, 田园, 杨磊. 结构材料辐照损伤的分子动力学程序GPU并行化及优化[J]. 计算物理, 2017, 34(4): 461-467.
[3]	雷体蔓, 孟旭辉, 郭照立. 多孔介质中化学反应对非等粘流体混合过程影响的格子Boltzmann研究[J]. 计算物理, 2016, 33(4): 399-409.
[4]	蒋华, 董刚, 陈霄. 激波与火焰面相互作用数值模拟的GPU加速[J]. 计算物理, 2016, 33(1): 23-29.
[5]	上官燕琴, 王娴, 李跃明. 基于格子Boltzmann方法的平板射流大涡模拟[J]. 计算物理, 2015, 32(6): 669-676.
[6]	张锐, 文立华, 校金友. 大规模声学边界元法的GPU并行计算[J]. 计算物理, 2015, 32(3): 299-309.
[7]	贺永翔, 刘昕, 赵海波. 气体动力学直接模拟Monte Carlo的高效GPU并行计算[J]. 计算物理, 2015, 32(2): 169-176.
[8]	朱炼华, 郭照立. 基于格子Boltzmann方法的多孔介质流动模拟GPU加速[J]. 计算物理, 2015, 32(1): 20-26.
[9]	黄铄, 校金友, 胡玉财, 王焘. 声学Burton-Miller方程边界元法GPU并行计算[J]. 计算物理, 2011, 28(4): 481-487.
[10]	徐骥, 葛蔚, 任瑛, 李静海. Particle-Mesh Ewald(PME)算法的GPU加速[J]. 计算物理, 2010, 27(4): 548-554.