CUDA、OpenMP和MPI混合加速的隐式粒子模拟算法与框架研究

项目名称： CUDA、OpenMP和MPI混合加速的隐式粒子模拟算法与框架研究

项目编号： No.61202145

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 洪朝群

作者单位： 厦门理工学院

项目金额： 25万元

中文摘要： 目前等离子物理中的粒子模型模拟的GPU加速只针对显格式粒子模型，并且单纯使用GPU加速无法适应大规模数据的模拟。本项目研究隐式粒子模型模拟的GPU加速方案，并进一步设计CUDA+OpenMP+MPI混合并行相应的结构框架、数据结构和程序算法，并对不同的实现进行系统的性能评价和比较，解决粒子排序、内存冲突和负载均衡等问题，充分发挥CUDA在并行计算，线程协作，快速渲染和流水作业方面的优势，在此基础上完成实用的、经过GPU加速的三维粒子模型程序，并对实际物理问题进行研究，特别是将对微电子工业中的等离子体腔室进行3D全尺寸模拟。

中文关键词： 隐式粒子模拟；GPU；协处理器；混合并行；机器学习

英文摘要： Currently, GPU acceleration of PIC(Particle-in-cell) simulation in Plasma Physics only focuses on explicit PIC model. Besides, using GPU acceleration only is not suitable for large-scale data simulation. This research will study the simulation of implicit

英文关键词： Implicit Particle-in-cell simulation；Graphics Processing Units；coprocessors；comprehensive parallelization；Machine Learning