Original title:
Numerická simulace šíření tepla s využitím GPU
Translated title:
Heat Diffusion Simulation on GPU
Authors:
Hradecký, Michal ; Vašíček, Zdeněk (referee) ; Jaroš, Jiří (advisor) Document type: Bachelor's theses
Year:
2013
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií Abstract:
[cze][eng]
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.
Keywords:
CUDA; FDTD method; GPGPU; GPU acceleration; heat distribution simulation; Multicore CPU; akcelerace na GPU; CUDA; GPGPU; metoda konečných diferencí; simulace šíření tepla; vícejádrové procesory
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/54838