Numerická simulace šíření tepla s využitím GPU
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract
Tato práce se zabývá numerickou simulací šíření tepla v lidských tkáních. Navržený algoritmus pracuje s metodou konečných diferencí v časové doméně (FDTD), kterou aplikuje na řídící rovnici popisující tento systém. Pro implementaci je využito moderní grafické karty, jejíž výkon je porovnán s efektivní implementací na vícejádrovém procesoru. Výstupem práce je sada několika rozdílně optimalizovaných algoritmů pro grafické karty firmy NVIDIA. Experimentální výsledky ukazují, že využití sdílené paměti je v tomto případě kontraproduktivní a nejlepšího výsledku dosáhl algoritmus založený na registrech. Celkové zrychlení dosažené pomocí karty NVIDIA GeForce GTX 580 vzhledem k 4 jádrovému procesoru Intel Core i7 920 činí 18,5, což koresponduje s teoretickými možnostmi obou architektur.
This thesis deals with the simulation of heat diffusion in human tissues. The proposed algorithm uses a finite-difference time-domain method, which is applied on the governing equation describing the system. A modern graphics card is used to accelerate the simulation. The performance achieved on the GPU card is compared with the implementation exploiting a modern multicore CPU. The output of this thesis is a set of differently optimized algorithms targeted on NVIDIA graphics cards. The experimental results reveal that the use of shared memory is contraproductive and the best performance is achieved by a register based implementation. The overall speedup of 18.5 was reached when comparing a NVIDIA GeForce GTX 580 with a quad-core Intel Core i7 920 CPU. This nicely corresponds with the theoretical capabilities of both architectures.
This thesis deals with the simulation of heat diffusion in human tissues. The proposed algorithm uses a finite-difference time-domain method, which is applied on the governing equation describing the system. A modern graphics card is used to accelerate the simulation. The performance achieved on the GPU card is compared with the implementation exploiting a modern multicore CPU. The output of this thesis is a set of differently optimized algorithms targeted on NVIDIA graphics cards. The experimental results reveal that the use of shared memory is contraproductive and the best performance is achieved by a register based implementation. The overall speedup of 18.5 was reached when comparing a NVIDIA GeForce GTX 580 with a quad-core Intel Core i7 920 CPU. This nicely corresponds with the theoretical capabilities of both architectures.
Description
Citation
HRADECKÝ, M. Numerická simulace šíření tepla s využitím GPU [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. 2013.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Informační technologie
Comittee
doc. Ing. Vladimír Janoušek, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Josef Schwarz, CSc. (místopředseda)
Ing. Vítězslav Beran, Ph.D. (člen)
Dr. Ing. Petr Peringer (člen)
RNDr. Marek Rychlý, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2013-06-13
Defence
Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se pak seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázku oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm " B ". Otázky u obhajoby: Vysvětlete Vaše tvrzení "Operace ve FP nejsou asociativní a neplatí , že a+(b+c)=(a+b)+c" (viz kapitola 4.4).
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení