基于晶格Boltzmann方法的CUDA加速优化

张乾毅, 韦华健, 赫轶男, 李华兵

桂林电子科技大学学报 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (03) : 240-244. DOI: 10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.03.014

基于晶格Boltzmann方法的CUDA加速优化

  • 张乾毅, 韦华健, 赫轶男, 李华兵
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摘要

为提高流体的计算效率并保证结果的准确性,利用CUDA编程平台和GPU强大的浮点计算能力,实现了基于晶格玻尔兹曼方法的泊松流模拟计算加速。设计了线性寻址和下标寻址2种不同寻址方式,将这2种寻址方式分别应用到晶格玻尔兹曼程序的格点碰撞、迁徙流动、宏观量计算等步骤中,并探讨2种寻址方式对程序计算效率带来的影响。同时在程序中使用统一内存管理,通过这样的方式开辟内存的变量可在主机端和设备端同时使用,简化了代码复杂度,同时降低了频繁为变量开辟内存带来的消耗。使用Intel?Xeon?E-52620 v4 CPU,Nvidia Quadro GP100 GPU进行计算,在线性寻址方法和下标寻址方法中分别获得了71倍和25倍CPU串行代码的加速比。

关键词

CUDA / 晶格玻尔兹曼方法 / 平面泊松流 / 线性寻址 / 下标寻址

中图分类号

TP332 / O35

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张乾毅, 韦华健, 赫轶男, 李华兵. 基于晶格Boltzmann方法的CUDA加速优化. 桂林电子科技大学学报. 2022, 42(03): 240-244 https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.03.014

基金

国家自然科学基金(11362005)

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