In this thesis we develop techniques to efficiently solve numerical Partial Differential Equations (PDEs) using Graphical Processing Units (GPUs). Focus is put on both performance and re--usability of the methods developed, to this end a library, cuSten, for applying finite--difference stencils to numerical grids is presented herein. On top of this various batched tridiagonal and pentadiagonal matrix solvers are discussed. These have been benchmarked against the current state of the art and shown to improve performance in the solution of numerical PDEs. A variety of other benchmarks and use cases for the GPU methodologies are presented using the Cahn--Hilliard equation as a core example, but it is emphasised the methods are completely general. Finally through the application of the GPU methodologies to the Cahn--Hilliard equation new results are presented on the growth rates of the coarsened domains. In particular a statistical model is built up using batches of simulations run on GPUs from which the growth rates are extracted, it is shown that in a finite domain that the traditionally presented results of 1/3 scaling is in fact a distribution around this value. This result is discussed in conjunction with modelling via a stochastic PDE and sheds new light on the behaviour of the Cahn--Hilliard equation in finite domains.


翻译:在此论文中,我们开发了使用图形处理器(GPUs)有效解决数字部分等分法(PDEs)的技术。焦点放在所开发方法的性能和可重新使用性上,为此,这里展示了对数字网格应用有限差异线的库库( custen) 。除了这些分批的三对角和五对角矩阵解答器之外,还讨论了这些技术。这些技术是参照目前工艺状态的基准,并显示可以改进数字PDE的解决方案的性能。使用卡赫- 希利亚方程式作为核心示例,展示了各种其他通用方法的性能和使用案例。最后,通过对卡赫- 希利亚方程式应用 GPU 方法,展示了粗略域的增长率方面的新结果。 特别是利用在GPUS中提取增长率的几批模拟来建立统计模型。 在有限的域中,展示了以卡赫- 赫- 平方程式的正方程式中传统结果,通过1/3 平方程式的平方程式的平面分布在新的平方块中,这是以新的平方形的平方块的平方。

0
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】数值计算C编程,319页pdf,Numerical C
专知会员服务
67+阅读 · 2020年4月7日
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
50+阅读 · 2019年10月11日
Yoshua Bengio,使算法知道“为什么”
专知会员服务
7+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
机器学习线性代数速查
机器学习研究会
19+阅读 · 2018年2月25日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
6+阅读 · 2018年10月3日
VIP会员
相关VIP内容
【干货书】数值计算C编程,319页pdf,Numerical C
专知会员服务
67+阅读 · 2020年4月7日
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
50+阅读 · 2019年10月11日
Yoshua Bengio,使算法知道“为什么”
专知会员服务
7+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
机器学习线性代数速查
机器学习研究会
19+阅读 · 2018年2月25日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员