Особенности построения блочных алгоритмов FDTD-метода при организации вычислений на графическом процессоре с использованием языка MATLAB

Особенности построения блочных алгоритмов FDTD-метода при организации вычислений на графическом процессоре с использованием языка MATLAB

Автор: Морунов Никита Дмитриевич, Головашкин Димитрий Львович

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Численные методы и анализ данных

Статья в выпуске: 4 т.43, 2019 года.

Бесплатный доступ

Работа посвящена исследованию особенностей реализации блочных алгоритмов FDTD-метода на графических процессорах. Обсуждается понятие блочного алгоритма в целом и блочного алгоритма FDTD-метода в частности. Основное внимание уделяется специфике подбора объёма и формы блоков, связанной с использованием языка MATLAB и его дополнения Parallel Computing Toolbox. Демонстрируется практическая эффективность предложенных авторских приемов, раскрываются перспективы их применения.

Fdtd-метод, блочные алгоритмы, ускорение вычислений

Короткий адрес: https://sciup.org/140246500

IDR: 140246500   |   DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-4-671-676

Список литературы Особенности построения блочных алгоритмов FDTD-метода при организации вычислений на графическом процессоре с использованием языка MATLAB

  • Yee, K.S. Numerical solution of initial boundary value problems involving Maxwell's equations in isotropic media / K.S. Yee // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. - 1966. - Vol. AP-14. - Р. 302-307. - DOI: 10.1109/TAP.1966.1138693
  • Котляр, В.В. Острая фокусировка лазерного света с помощью микрооптики / В.В. Котляр, С.С. Стафеев, А.Г. Налимов. - Самара: Новая техника, 2018. - 344 с. - ISBN: 978-5-88940-148-3
  • Krakiwsky, S.E. Graphics processor unit (GPU) acceleration of finite-difference time-domain (FDTD) algorithm / S.E. Krakiwsky, L.E. Turner, M.M Okoniewski // Proceedings of the 2004 International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS '04). - 2004. - P. 1033-1036. - DOI: 10.1109/ISCAS.2004.1329513
  • Taflove, A. Computational electrodynamics: The finite-difference time-domain method / A. Taflove, S. Hagness. -3th ed. - Boston: Arthech House Publishers, 2005. - 1006 p. - ISBN: 978-1-58053-832-9
  • XStream® GPU Acceleration [Electronical Resource].- URL: https://www.remcom.com/xf-xstream (request date 08.04.2019).
  • Wahl, P. B-CALM: An open-source GPU-based 3D-FDTD with multi-pole dispersion for plasmonics / P. Wahl, D.-S. LyGagnon, Ch. Debaes, D.A.B. Miller, H. Thienpont // Optical and Quantum Electronics. - 2012. - Vol. 44, Issue 3. - P. 285-290. -
  • DOI: 10.1007/s11082-012-9558-z
  • Elsherbeni, A.Z. The finite-difference time-domain method for electromagnetics with MATLAB simulations / A.Z. Elsherbeni, V. Demir. - Ralrigh, NC: SciTech Publishing, Inc., 2009. - 426 p. -
  • ISBN: 978-1-891121-71-5
  • BrookGPU [Electronical Resource].- URL: http://graphics.stanford.edu/projects/brookgpu (request date 08.04.2019).
  • Diner, J.E. FDTD Acceleration using MATLAB parallel computing toolbox and GPU/ J.E. Dinier, A.Z. Elsherbeni // Applied Computational Electromagnetics Society Journal. - 2017. - Vol. 32, Issue 4. - P. 283-288.
  • Закиров, А.В. Алгоритм DiamondTorre и высокопроизводительная реализация FDTD метода для суперкомпьютеров с графическими ускорителями / А.В. Закиров, В.Д. Левченко, А.Ю. Перепёлкина, Я. Земпо // Труды международной конференции Суперкомпьютерные дни в России. - 2016. - С. 80-94.
  • Golub, G.H. Matrix computations / G.H. Golub, Ch.F. Van Loan. - 3rd ed. - Baltimore, London: Johns Hopkins University Press, 1996. - 694 p. -
  • ISBN: 978-0-8018-5414-9
  • Деммель, Дж. Вычислительная линейная алгебра. Теория и приложения / Дж. Деммель. - М.: Мир, 2001. - 435 с. -
  • ISBN: 5-03-003402-1
  • Orozco, D. Mapping the FDTD application to many-core chip architectures / D. Orozco, G. Guang // International Conference on Parallel Processing (ICPP '09). - 2009. - P. 309-316. -
  • DOI: 10.1109/ICPP.2009.44
  • Minami, T. Automatic parameter tuning of three-dimensional tiled FDTD kernel / T. Minami, M. Hibino, T. Hiraishi, T. Iwashita, H. Nakashima. - In: High performance computing for computational science. VECPAR 2014 / ed. by M. Daydé, O. Marques, K. Nakajima. - 2014. - P. 284-297. -
  • DOI: 10.1007/978-3-319-17353-5_24
  • Вальковский, В.А. Параллельное выполнение циклов. Метод пирамид / В.А. Вальковский// Кибернетика. - 1983. - № 5. - С. 51-55.
Еще
Статья научная
SciUp 2024 © 2024 ©