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三维直流电阻率法全息数值模拟及CPU-GPU并行架构
1
作者 戴世坤 朱德祥 +4 位作者 凌嘉宣 陈轻蕊 田红军 赵文学 才智杰 《地球物理学报》 北大核心 2026年第4期1727-1740,共14页
针对传统数值模拟方法在计算量大、边界条件近似及三维偏微分方程物理信息准确模拟等方面的局限性,本文提出了一种高效、高精度的全息数值模拟方法.该方法基于真实地球物理模型,通过恰当的途径准确获取异常电位的空间-波数谱,并将其转... 针对传统数值模拟方法在计算量大、边界条件近似及三维偏微分方程物理信息准确模拟等方面的局限性,本文提出了一种高效、高精度的全息数值模拟方法.该方法基于真实地球物理模型,通过恰当的途径准确获取异常电位的空间-波数谱,并将其转换回空间域,从而得到真实的电场分布.具体而言,本文对空间域异常电位满足的三维偏微分方程进行水平方向的二维傅里叶正变换,将其转化为不同波数下的一维常微分方程求解.水平方向采用全息傅里叶变换,垂直方向引入行波分解,有效消除上下边界效应,确保空间域与波数域信息的完整性,因此将该方法称为全息数值模拟理论.网格大小在水平和垂直方向上均可自由调整.基于算法的高度并行性,实现了CPUGPU并行架构.通过设计异常球体模型,分析了异常场的波数谱分布特征,验证了波数域对数采样规则的正确性;构建随机模型,验证了算法的准确性;设计边界异常体,将本文算法与有限元算法进行对比.结果表明,本文算法在保持计算精度的同时显著提升了运算效率.此外,并行实验表明,CPU-GPU并行架构适用于本文算法,千万级节点模型单次迭代计算仅需数秒.此外,通过设计起伏地形模型,验证了算法对复杂地形的适应性. 展开更多
关键词 三维直流电阻率法 全息数值模拟 全息傅里叶变换 cpu-gpu并行架构
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CPU+GPU并行加速的星链信号实时高精度频率估计算法
2
作者 代传金 秦培杰 +1 位作者 李林 臧博 《航空学报》 北大核心 2025年第24期215-228,共14页
星链下行信号实时高精度频率估计算法设计与实现是LEO卫星动态机会导航工程应用的关键技术。针对传统极大似然估计、频域滑窗估计及卡尔曼滤波等算法在低信噪比星链信号捕获中鲁棒性差、实时性不足的问题,提出多子载波联合频偏估计(MC-J... 星链下行信号实时高精度频率估计算法设计与实现是LEO卫星动态机会导航工程应用的关键技术。针对传统极大似然估计、频域滑窗估计及卡尔曼滤波等算法在低信噪比星链信号捕获中鲁棒性差、实时性不足的问题,提出多子载波联合频偏估计(MC-JFE)算法,通过深度挖掘信号多子载波结构特征,联合优化载波频率与频率间隔参数,提升频率估计精度与实时性。为突破MC-JFE算法工程应用中密集计算瓶颈,创新构建了一种CPU+GPU异构并行的加速处理架构,通过协同调度CPU逻辑控制与GPU大规模并行计算能力,算法执行效率实现超一个数量级提升。为验证设计算法的理论与技术实现有效性,基于半实物仿真平台生成的星链下行信标数据,开展了5978颗星链卫星信号实时频率估计试验,并结合我国边境地区实测信号进行多普勒估计算法对比研究。结果表明:所提出的MC-JFE算法在−10~10 dB全信噪比范围内保持最低估计误差边界,估计精度提升50%以上(0 dB);通过相位信息融合机制,在部分子载波中断时维持稳定输出;基于CUDA最优线程块配置的CPU+GPU异构架构,加速比峰值达47倍,较传统CPU方案提升2.8倍,且精度与加速比呈正相关特性,为LEO卫星动态机会导航提供了高可靠、强实时的频率估计技术支撑,具有重要工程应用价值。 展开更多
关键词 星链下行信号 高精度频率估计 cpu+gpu异构 并行加速 多线程处理
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基于CPU-GPU的超音速流场N-S方程数值模拟
3
作者 卢志伟 张皓茹 +3 位作者 刘锡尧 王亚东 张卓凯 张君安 《中国机械工程》 北大核心 2025年第9期1942-1950,共9页
为深入分析超音速流场的特性并提高数值计算效率,设计了一种高效的加速算法。该算法充分利用中央处理器-图形处理器(CPU-GPU)异构并行模式,通过异步流方式实现数据传输及处理,显著加速了超音速流场数值模拟的计算过程。结果表明:GPU并... 为深入分析超音速流场的特性并提高数值计算效率,设计了一种高效的加速算法。该算法充分利用中央处理器-图形处理器(CPU-GPU)异构并行模式,通过异步流方式实现数据传输及处理,显著加速了超音速流场数值模拟的计算过程。结果表明:GPU并行计算速度明显高于CPU串行计算速度,其加速比随流场网格规模的增大而明显提高。GPU并行计算可以有效提高超音速流场的计算速度,为超音速飞行器的设计、优化、性能评估及其研发提供一种强有力的并行计算方法。 展开更多
关键词 超音速流场 中央处理器-图形处理器 异构计算 有限差分
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利用CPU和GPU混合并行方法快速构建海洋扰动重力梯度基准图
4
作者 黄炎 李姗姗 +3 位作者 吕明昊 范雕 谭勖立 冯进凯 《武汉大学学报(信息科学版)》 北大核心 2025年第3期515-527,共13页
高精度、高分辨率的海洋扰动重力梯度基准图是将水下扰动重力梯度辅助惯性导航付诸于实践的关键技术之一,可依据边值问题理论,基于移去-恢复技术计算求得。基于传统串行算法存在计算效率低、耗时长等问题,为满足大范围乃至全球海洋扰动... 高精度、高分辨率的海洋扰动重力梯度基准图是将水下扰动重力梯度辅助惯性导航付诸于实践的关键技术之一,可依据边值问题理论,基于移去-恢复技术计算求得。基于传统串行算法存在计算效率低、耗时长等问题,为满足大范围乃至全球海洋扰动重力梯度基准图的快速构建需求,利用中央处理器(central processing unit,CPU)与图形处理器(graph processing unit,GPU)混合并行(CPU+GPU)编程平台,设计了一种高效的混合并行计算方案。首先,利用数组收缩膨胀方法,有效解决了CPU进行勒让德函数递推计算过程中内存读写冲突问题;然后,引入Hilbert空间填充曲线,将二维格网重力异常数据降维成为具有高度聚簇性的一维数组,通过其在GPU显存中的快速索引,实现了Stokes积分的高效计算。在CPU型号为Intel Xeon(R)Gold 6130、GPU型号为Tesla V100的计算机上进行实验,利用该混合并行方案计算6°×6°范围、1′分辨率的全张量海洋扰动重力梯度基准图仅需15.84 s,而传统串行方法需要35 min以上;计算2°×2°范围、30″分辨率基准图仅需22.7 s,串行方法则需要52 min;计算2°×2°范围、10″分辨率基准图需要26.7 min,串行方法则需要两天以上。在保证并行计算绝对误差小于等于1×10^(-6) E、T_(xx)+T_(yy)+T_(zz)绝对值的最大值小于0.1 E、均方根误差小于0.01 E的前提下,实现了全球全张量海洋扰动重力梯度基准图模型的快速构建。 展开更多
关键词 扰动重力梯度 边值问题 cpu gpu 混合并行
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基于云平台CPU与GPU协同处理的光学卫星遥感影像正射融合方法
5
作者 于潇 张一 +2 位作者 吕丽红 张强 王得成 《空间科学学报》 北大核心 2025年第5期1416-1424,共9页
系统探讨了基于国产云平台调度下自主可控CPU和GPU协同处理的光学卫星遥感影像正射融合方法执行效率问题,通过数据流配置、中间数据存储访问优化等手段进一步提高了该方法执行效率.在云平台调度下,使用飞腾S2500和英伟达A100对高分二号... 系统探讨了基于国产云平台调度下自主可控CPU和GPU协同处理的光学卫星遥感影像正射融合方法执行效率问题,通过数据流配置、中间数据存储访问优化等手段进一步提高了该方法执行效率.在云平台调度下,使用飞腾S2500和英伟达A100对高分二号卫星多光谱影像进行正射融合的试验,结果表明,该方法可很大程度提高光学卫星遥感影像正射融合效率,与传统X86架构CPU与GPU协同的正射融合算法相比,加速比为14.3倍以上,数据处理时间压缩至8.4 s内,其中GPU运算耗时仅1 s,可满足并优化大数据量的光学卫星遥感影像快速正射融合的要求. 展开更多
关键词 正射融合 国产云平台 cpu和gpu协同处理 数据流配置 存储访问优化
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基于CPU-GPU协同的迭代物理光学并行算法研究
6
作者 曹倩 周远国 +1 位作者 任强 王焱 《电波科学学报》 北大核心 2025年第3期427-438,共12页
随着雷达技术与无人驾驶的结合,电磁仿真在无人驾驶领域得到了广泛应用。当利用迭代物理光学(iterative physical optics,IPO)法求解电大散射体雷达散射截面(radar cross section,RCS)时,未知量数目比较大,导致占用内存和计算耗时非常... 随着雷达技术与无人驾驶的结合,电磁仿真在无人驾驶领域得到了广泛应用。当利用迭代物理光学(iterative physical optics,IPO)法求解电大散射体雷达散射截面(radar cross section,RCS)时,未知量数目比较大,导致占用内存和计算耗时非常大。为解决该问题,本文引入参数空间技术优化IPO算法,提高了电大尺寸RCS的计算效率,并引入计算统一设备架构(compute unified device architecture,CUDA)技术,在中央处理器(central processing unit,CPU)与图形处理器(graphics processing unit,GPU)协同平台上实现了电大尺寸目标RCS的并行计算。与商业软件FEKO比对,在NVIDIA GeForce RTX 3050显卡上获得了224.35的加速比。实例结果展示了基于CPU-GPU协同的IPO算法并行计算的可行性与高效性,可以用来解决目前只能在高性能计算机或计算机集群上解决的电大尺寸目标散射问题。 展开更多
关键词 迭代物理光学法(IPO) 参数空间技术 cpu-gpu协同 并行加速 雷达散射截面(RCS)
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CPU和GPU协同处理的光学卫星遥感影像正射校正方法 被引量：35
7
作者 方留杨 王密 李德仁 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期668-675,共8页
系统地探讨基于CPU和GPU协同处理的光学卫星遥感影像正射校正方法。首先使用"层次性分块"策略设计基于CPU和GPU协同处理的正射校正方法,然后通过配置选择优化和存储层次性访问等手段进一步提高方法执行效率。在Tesla M2050 GP... 系统地探讨基于CPU和GPU协同处理的光学卫星遥感影像正射校正方法。首先使用"层次性分块"策略设计基于CPU和GPU协同处理的正射校正方法,然后通过配置选择优化和存储层次性访问等手段进一步提高方法执行效率。在Tesla M2050 GPU上对资源三号卫星下视全色影像进行正射校正的试验结果表明,本文方法可大幅提高光学卫星遥感影像正射校正效率,与传统串行正射校正算法相比,加速比最高达到110倍以上,相应的处理时间压缩至5 s以内,可满足对海量数据光学卫星遥感影像进行快速正射校正的要求。 展开更多
关键词 正射校正 cpu和gpu协同处理 层次性分块 配置选择优化 存储层次性访问
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基于GPU/CPU叠前逆时偏移研究及应用 被引量：15
8
作者 刘文卿 王宇超 +4 位作者 雍学善 王孝 邵喜春 高厚强 刘秋良 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期712-716,844+676,共5页
本文基于GPU/CPU协同系统,将计算量最大的波场逆时外推通过GPU实现,并利用随机速度边界的思路提高波场外推算法的并行性,解决了大规模存储的I/O问题。通过优化拉普拉斯算子压制由互相关成像条件引入的低频噪声。数值试验表明,GPU/CPU协... 本文基于GPU/CPU协同系统,将计算量最大的波场逆时外推通过GPU实现,并利用随机速度边界的思路提高波场外推算法的并行性,解决了大规模存储的I/O问题。通过优化拉普拉斯算子压制由互相关成像条件引入的低频噪声。数值试验表明,GPU/CPU协同系统的计算效率非常高,在实际应用中取得良好的成像效果和时效比。理论模型试算和实际盐丘数据的处理验证了算法的正确性。 展开更多
关键词 逆时偏移 波动方程 成像条件 gpu/cpu协同计算 随机速度边界
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基于CPU/GPU异构平台的全波形反演及其实用化分析 被引量：12
9
作者 张猛 王华忠 +3 位作者 任浩然 冯波 隋志强 王延光 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期461-467,共7页
全波形反演(Full Waveform Inversion,FWI)在理论上是当前精度最高的速度估计方法。通过分析FWI的计算特点,使用图形处理器(Graphic Processing Unit,简称GPU)进行算法加速,形成了基于CPU/GPU异构平台的时空域声波方程全波形反演算法实... 全波形反演(Full Waveform Inversion,FWI)在理论上是当前精度最高的速度估计方法。通过分析FWI的计算特点,使用图形处理器(Graphic Processing Unit,简称GPU)进行算法加速,形成了基于CPU/GPU异构平台的时空域声波方程全波形反演算法实现流程。理论模型测试结果表明,该算法不仅对速度模型具有高精度刻画能力,而且计算效率比基于CPU集群的FWI算法大幅提升。对胜利探区某陆上区块实际地震资料进行全波形速度反演试处理,取得了初步的应用效果。在此基础上,讨论了FWI对实际地震资料质量的要求,就FWI在陆上地震资料的生产性应用提出了相应的策略。 展开更多
关键词 地震反问题 全波形反演 速度估计 cpu gpu异构平台 陆上地震资料
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CPU/GPU异构混合并行的栅格数据空间分析研究——以地形因子计算为例 被引量：9
10
作者 卢敏 王金茵 +2 位作者 卢刚 陶伟东 王结臣 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第1期172-177,共6页
海量数据背景下传统GIS栅格数据空间分析计算效率已经不能满足快速计算的需求,为此以地形因子计算为例,分析并测试了基于共享内存模型的CPU多核并行模式与基于流处理器模型的GPU众核并行模式的计算性能,在此基础上详细实现了负载均衡的... 海量数据背景下传统GIS栅格数据空间分析计算效率已经不能满足快速计算的需求,为此以地形因子计算为例,分析并测试了基于共享内存模型的CPU多核并行模式与基于流处理器模型的GPU众核并行模式的计算性能,在此基础上详细实现了负载均衡的设备间任务划分,进行CPU与GPU异构混合的并行技术改良研究。实验结果表明,基于相同的单机硬件环境,与多核共享内存模型或众核流处理器的单一计算平台并行方案相比,CPU/GPU异构混合并行计算方法对于栅格数据分析具有更好的加速效果。 展开更多
关键词 GIS栅格数据分析 共享内存模型 流处理器模型 cpu/gpu异构混合并行
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CPU-GPU系统中基于剖分的全局性能优化方法 被引量：10
11
作者 张保 董小社 +3 位作者 白秀秀 曹海军 刘超 梅一多 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期17-23,共7页
针对将应用移植到CPU-GPU异构并行系统上时优化策略各自分散、没有一个全局的指导思想的问题,提出了一种基于剖分的全局性能优化方法.该方法由优化策略库、剖分工具库和策略配置模块组成.优化策略库将应用移植到异构并行系统上的性能优... 针对将应用移植到CPU-GPU异构并行系统上时优化策略各自分散、没有一个全局的指导思想的问题,提出了一种基于剖分的全局性能优化方法.该方法由优化策略库、剖分工具库和策略配置模块组成.优化策略库将应用移植到异构并行系统上的性能优化过程划分为访存级、内核加速级和数据划分级3级优化;针对3级优化剖分工具库提供了3级剖分机制,通过运行时的剖分技术获取剖分信息;策略配置模块根据所获取的信息指导用户在每级优化中选择合适的优化策略.实验证明,基于剖分的全局性能优化方法可以明确地指导将应用移植到CPU-GPU异构并行系统上的全局优化过程,利用该优化方法后,以矩阵相乘和傅里叶变换为例的应用性能提升明显,最终性能相对于访存级优化最高可提高30%左右. 展开更多
关键词 cpu-gpu异构并行系统 全局优化 3级优化 3级剖分
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油气勘探地震资料处理GPU/CPU协同并行计算 被引量：21
12
作者 刘国峰 刘钦 +2 位作者 李博 佟小龙 刘洪 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2009年第5期1671-1678,共8页
随着图形处理器(Graphic Processing Unit:GPU)在通用计算领域的日趋成熟,使GPU/CPU协同并行计算应用到油气勘探地震资料处理中,对诸多大规模计算的关键性环节有重大提升.本文阐明协同并行计算机的思路、架构及编程环境,着重分析其计算... 随着图形处理器(Graphic Processing Unit:GPU)在通用计算领域的日趋成熟,使GPU/CPU协同并行计算应用到油气勘探地震资料处理中,对诸多大规模计算的关键性环节有重大提升.本文阐明协同并行计算机的思路、架构及编程环境,着重分析其计算效率得以大幅度提升的关健所在.文中以地震资料处理中的叠前时间偏移和Gazdag深度偏移为切入点,展示样机测试结果的图像显示.显而易见,生产实践中,时常面临对诸多算法进行算法精度和计算速度之间的折中选择.本文阐明GPU/CPU样机协同计算具有高并行度,进而可在算法精度与计算速度的优化配置协调上获得广阔空间.笔者认为,本文的台式协同并行机研制思路及架构,或可作为地球物理配置高性能计算机全新选择的一项依据. 展开更多
关键词 gpu/gpu协同并行计算 叠前时间偏移 Gazdag深度偏移
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基于CPU/GPU异构模式的高光谱遥感影像数据处理研究与实现 被引量：7
13
作者 汤媛媛 周海芳 +1 位作者 方民权 申小龙 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2016年第2期47-50,77,共5页
近年来,基于GPU的新型异构高性能计算模式的蓬勃发展为众多领域应用提供了良好的发展机遇,国内外遥感专家开始引入高性能异构计算来解决高光谱遥感影像高维空间特点所带来的数据计算量大、实时处理难等问题。在此简要介绍了高光谱遥感和... 近年来,基于GPU的新型异构高性能计算模式的蓬勃发展为众多领域应用提供了良好的发展机遇,国内外遥感专家开始引入高性能异构计算来解决高光谱遥感影像高维空间特点所带来的数据计算量大、实时处理难等问题。在此简要介绍了高光谱遥感和CPU/GPU异构计算模式,总结了近几年国内外基于CPU/GPU异构模式的高光谱遥感数据处理研究现状和问题;并面向共享存储型小型桌面超级计算机,基于CPU/GPU异构模式实现了高光谱遥感影像MNF降维的并行化,通过与串行程序和共享存储的OpenMP同构模式对比,验证了异构模式在高光谱遥感处理领域的发展潜力。 展开更多
关键词 高光谱遥感 cpu/gpu OPENMP MNF
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基于CPU-GPU异构的电力系统静态电压稳定域边界并行计算方法 被引量：10
14
作者 李雪 张琳玮 +2 位作者 姜涛 陈厚合 李国庆 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第19期4070-4084,共15页
为提升区域互联电力系统静态电压稳定域边界(SVSRB)的构建效率,该文以直接法为基础,提出一种基于CPU-GPU异构的静态电压稳定域边界并行计算方法。该方法首先依据SVSRB拓扑特性,基于边界追踪算法实现直接法求解鞍结分岔(SNB)点时初值的... 为提升区域互联电力系统静态电压稳定域边界(SVSRB)的构建效率,该文以直接法为基础,提出一种基于CPU-GPU异构的静态电压稳定域边界并行计算方法。该方法首先依据SVSRB拓扑特性,基于边界追踪算法实现直接法求解鞍结分岔(SNB)点时初值的高效选取,克服直接法对初值敏感这一瓶颈;然后结合CPU-GPU异构平台,将直接法求解SNB点计算量较大、计算耗时占比高的修正量求解部分由GPU完成,其他逻辑性强但计算量较低的部分由CPU完成,以实现SNB点的并行求解,降低直接法计算量大、计算复杂度高的不足,从而提升SVSRB的搜索效率;最后以WECC3机9节点测试系统,波兰电网2737节点和3120节点测试系统,欧洲电网7092节点、9241节点、11624节点和13659节点测试系统算例对该文所提方法进行了分析与验证,结果表明所提并行计算方法可实现电力系统静态电压稳定域边界的快速、准确搜索。 展开更多
关键词 静态电压稳定域边界 边界追踪法 直接法 鞍结分岔点 cpu-gpu 异构平台
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基于GPU/CPU和震源随机编码技术的混合域全波形反演 被引量：5
15
作者 冯海新 刘洪 +2 位作者 孙军 胡婷 刘志伟 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期107-115,共9页
传统的全波形反演利用普通炮集进行反演,反演计算量过大;且利用传统的相位编码技术进行全波形反演,会产生炮间串扰问题,因此,提出了基于GPU/CPU和震源随机编码技术的混合域全波形反演。该方法将参与反演的多个炮集随机组合并分成炮集数... 传统的全波形反演利用普通炮集进行反演,反演计算量过大;且利用传统的相位编码技术进行全波形反演,会产生炮间串扰问题,因此,提出了基于GPU/CPU和震源随机编码技术的混合域全波形反演。该方法将参与反演的多个炮集随机组合并分成炮集数相同的组,各组炮集叠加形成多个组合炮集,然后将组合炮集代替普通炮集进行反演。与传统的相位编码反演方法相比,震源随机编码技术在反演效率和收敛速度方面均有优势,且减少了炮间串扰噪声;并且在GPU的加速下,计算效率会再次提升。Marmousi模型数据测试结果表明:组合炮集方法得到了与普通炮集方法相同的反演效果,但计算效率却比普通炮集方法明显提高,且相较于传统的相位编码技术,组合炮集方法有效抑制了串扰噪声。 展开更多
关键词 混合域 全波形反演 gpu/cpu 组合炮集 震源随机编码
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CPU-GPU异构计算环境下的并行T近邻谱聚类算法 被引量：4
16
作者 张帅 李涛 +2 位作者 焦晓帆 王艺峰 杨愚鲁 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期2555-2567,共13页
谱聚类是数据挖掘领域最常用的聚类算法之一,但对于如何利用多核CPU与资源有限的众核加速器设计并实现一个在异构单节点上能够处理大规模数据集的高效谱聚类算法,目前尚无理想的解决方案.PSCH（parallel spectral clustering for hybrid... 谱聚类是数据挖掘领域最常用的聚类算法之一,但对于如何利用多核CPU与资源有限的众核加速器设计并实现一个在异构单节点上能够处理大规模数据集的高效谱聚类算法,目前尚无理想的解决方案.PSCH（parallel spectral clustering for hybrids）算法是专为CPU-GPU异构计算环境设计的并行T近邻（T-nearest-neighbors,TNN）谱聚类算法,通过分块计算相似性矩阵打破了GPU设备内存的限制,所能处理的数据集规模仅受限于CPU主存的容量.PSCH算法中使用CUDA设计实现双缓冲轮转4段流水机制,通过重叠计算与传输在打破存储瓶颈的同时保证了高计算性能.PSCH算法采用隐式重启动Lanczos方法（implicitly restarted Lanczos method,IRIM）在异构硬件上计算稀疏特征矩阵的特征分解,减轻了特征分解步骤的计算瓶颈.PSCH算法在配有一块GTX 480GPU的单节点上能够对百万以上规模的数据集进行聚类,并对实验中的4个数据集取得了相对于使用16进程的MPI并行谱聚类PSC算法2.0~4.5倍的性能. 展开更多
关键词 谱聚类 T近邻 cpu-gpu异构计算 计算统一设备架构 OpenMP
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大型复杂油藏CPU与GPU混合并行数值模拟 被引量：3
17
作者 廉培庆 计秉玉 +1 位作者 段太忠 姜凤光 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2020年第5期537-541,共5页
为了实现大型复杂油藏混合并行数值模拟,通过高速InfiniBand网络连接多个机群的CPU节点,建立了新型计算平台,安装了并行油藏数值模拟软件系统,实现了大规模油藏数值模拟的并行计算。提出了不同CPU分区负载平衡优化方法,旨在研究GPU与CP... 为了实现大型复杂油藏混合并行数值模拟,通过高速InfiniBand网络连接多个机群的CPU节点,建立了新型计算平台,安装了并行油藏数值模拟软件系统,实现了大规模油藏数值模拟的并行计算。提出了不同CPU分区负载平衡优化方法,旨在研究GPU与CPU并行加速技术,提高大型复杂油藏数值模拟的时效性。以某油田为例,开展了多组分千万网格模型并行数值模拟的测试。测试结果显示:在保持各CPU分区负载平衡率高于90%的情况下,计算时间缩短了25%;随着CPU核数增加,加速比增幅逐渐减小;CPU与GPU混合并行,可比单纯CPU并行提速3.96~6.81倍,CPU核数越多,各分区数据交换量也随之增加,GPU承担的计算量增大。GPU与CPU并行加速技术及多组分千万网格模型并行数值模拟的实现,为实现复杂油藏精细地质和流体模拟提供了基础。 展开更多
关键词 组分模型 数值模拟 千万网格 负载平衡优化 cpu和gpu并行
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GPU-CPU协同航空影像快速正射纠正方法 被引量：8
18
作者 李朋龙 邓非 +2 位作者 何江 陈朝霞 杨丽颖 《测绘地理信息》 2016年第2期44-47,共4页
为满足应急测绘中大序列航空影像快速正射纠正的要求,提出了一种GPU-CPU协同快速正射纠正方法。实验结果表明,通过对GPU程序进行配置选择优化和存储层次性优化,该方法较传统的基于CPU正射纠正方法,其平均加速比达到52倍。
关键词 gpu-cpu协同 CUDA 航空影像 正射纠正
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CPU-GPU协同计算加速ASIFT算法 被引量：6
19
作者 何婷婷 芮建武 温腊 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2014年第5期14-19,共6页
ASIFT(Affine-SIFT)是一种具有仿射不变性、尺度不变性的特征提取算法,其被用于图像匹配中,具有较好的匹配效果,但因计算复杂度高而难以运用到实时处理中。在分析ASIFT算法运行耗时分布的基础上,先对SIFT算法进行了GPU优化,通过使用共... ASIFT(Affine-SIFT)是一种具有仿射不变性、尺度不变性的特征提取算法,其被用于图像匹配中,具有较好的匹配效果,但因计算复杂度高而难以运用到实时处理中。在分析ASIFT算法运行耗时分布的基础上,先对SIFT算法进行了GPU优化,通过使用共享内存、合并访存,提高了数据访问效率。之后对ASIFT计算中的其它部分进行GPU优化,形成GASIFT。整个GASIFT计算过程中使用显存池来减少对显存的申请和释放。最后分别在CPU/GPU协同工作的两种方式上进行了尝试。实验表明,CPU负责逻辑计算、GPU负责并行计算的模式最适合于GASIFT计算,在该模式下GASIFT有很好的加速效果,尤其针对大、中图片。对于2048*1536的大图片,GASIFT与标准ASIFT相比加速比可达16倍,与OpenMP优化过的ASIFT相比加速比可达7倍,极大地提高了ASIFT在实时计算中应用的可能性。 展开更多
关键词 特征提取 ASIFT SIFT cpu gpu协同工作
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CPU-GPU混合计算构架在岩土工程有限元分析中的应用 被引量：7
20
作者 陈曦 王冬勇 +2 位作者 任俊 张训维 苗姜龙 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期105-112,共8页
计算机技术的快速发展促进了岩土工程数值模拟技术的进步和有限元仿真技术的应用。对于三维有限元建模,有限元离散所获得的线性方程系统规模较大,这些线性方程系统的求解通常支配着整个有限元计算的时间。为了提高有限元求解的效率,需... 计算机技术的快速发展促进了岩土工程数值模拟技术的进步和有限元仿真技术的应用。对于三维有限元建模,有限元离散所获得的线性方程系统规模较大,这些线性方程系统的求解通常支配着整个有限元计算的时间。为了提高有限元求解的效率,需要采用先进的基础迭代算法和高性能计算构架。使用性价比较高的GPU计算硬件对目前流行的预处理Krylov子空间迭代法进行了加速,重点研究了GPU对Krylov子空间迭代过程中矩阵矢量乘积的加速效果。由于预处理迭代方法的计算性能依赖于计算构架,采用数值算例对几种流行的预处理迭代方法在不同计算构架下的计算性能进行了评测,对在不同计算构架下采用何种预处理迭代方法给出了相应的建议。 展开更多
关键词 有限元法 Krylov子空间迭代法 预处理技术 矩阵存储 cpu-gpu计算构架
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