检索结果-内蒙古大学图书馆

西安交通大学学报 2023年第6期57卷 105-114页

作者：苏裕林刘浩苏琦贾康洪军西安交通大学现代设计与轴承转子教育部重点实验室西安710049 西安交通大学软件学院西安710049 西安交通大学机械工程学院西安710049

针对复杂装配体在多指标需求下装配精度计算效率低下的问题,提出了一种基于统一计算架构(CUDA)的多误差传递路径装配精度并行计算模型。首先,对局部并联结构进行旋量转换,得到涵盖串并联的小位移旋量(SDT)模型,在此基础上将装配特征作... 详细信息

针对复杂装配体在多指标需求下装配精度计算效率低下的问题,提出了一种基于统一计算架构(CUDA)的多误差传递路径装配精度并行计算模型。首先,对局部并联结构进行旋量转换,得到涵盖串并联的小位移旋量(SDT)模型,在此基础上将装配特征作为误差传递单元,通过构建姿态变换和误差传递模型,分解误差传递过程,为后续并行计算提供支持;然后,对多功能需求(FR)误差传递路径按类型特征进行路径合并和误差旋量复用,减少计算量和数据生成量;最后,设计算法数据结构,根据任务需求分配线程任务、合理分配内存及降低访存时延。采用该模型对某型航发高压压气机转子的装配精度进行仿真计算,结果表明:与传统CPU模型相比,所提模型的装配精度计算速度提高了约97.3倍,能够为复杂装配体的装配精度计算和公差设计提供支持。

关键词：公差设计装配特征装配精度统一计算架构并行计算

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基于统一计算架构的人体受照剂量实时仿真评估方法

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辐射研究与辐射工艺学报 2015年第6期33卷 41-47页

作者：杨子辉王静何桃宋婧龙鹏程中国科学技术大学合肥230027 中国科学院核能安全技术研究所中国科学院中子输运理论与辐射安全重点实验室合肥230031

基于统一计算架构(Compute unified device architecture,CUDA),利用GPU的流多处理器和共享显存实现了辐射环境中人体体素级受照剂量的并行计算。通过加速器驱动次临界系统散裂靶质子束窗的维修更换仿真例题的测试,百万量级体素人体受... 详细信息

基于统一计算架构(Compute unified device architecture,CUDA),利用GPU的流多处理器和共享显存实现了辐射环境中人体体素级受照剂量的并行计算。通过加速器驱动次临界系统散裂靶质子束窗的维修更换仿真例题的测试,百万量级体素人体受照剂量计算时间降低到10 ms的量级,能够保持与实时维修仿真同步。该方法能够满足维修仿真对维修人员的器官当量剂量和人体有效剂量计算的实时性要求,可应用到维修方案的实时仿真推演,对提高维修方案的设计与验证效率,辅助优化方案和保障人员辐射安全具有重要意义。

关键词：受照剂量评估并行计算统一计算架构实时仿真

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多GPU节点下的NAMD测试与分析

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华中科技大学学报（自然科学版） 2011年第S1期39卷 106-109页

作者：桂叶晨刘涛彭蓉文高进中国科学院深圳先进技术研究院先进计算与数字工程研究所广东深圳518055

运用大规模分子动力学并行开源代码NAMD测试了深腾7000GGPU集群的性能.在配备有Teslac1060与双路4核CPU的节点上,分别对烟草花病毒(STMV),血脂蛋白(ApoA1)与Tiny这3类分子进行了单节点与多节点的测试.测试结果表明:GPU相较于CPU能获得平... 详细信息

运用大规模分子动力学并行开源代码NAMD测试了深腾7000GGPU集群的性能.在配备有Teslac1060与双路4核CPU的节点上,分别对烟草花病毒(STMV),血脂蛋白(ApoA1)与Tiny这3类分子进行了单节点与多节点的测试.测试结果表明:GPU相较于CPU能获得平均2至8倍性能提升,可为大规模分子的模拟提供高性价比的解决方案.然而,多节点下GPU的利用率却有所降低,其并行扩展性能也受到一定限制.另外,一些重要的分子结构构建的指标,如范德华力静止点的值也在一定程度上影响着模拟性能.

关键词：纳米分子动力学统一计算架构图形处理单元并行计算非成键作用力

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GPU下的二叉树定价模型

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华中科技大学学报（自然科学版） 2011年第S1期39卷 102-105页

作者：桂叶晨刘涛彭蓉文高进中国科学院深圳先进技术研究院先进计算与数字工程研究所广东深圳518055

针对二叉树定价模型算法计算量大、耗时长的问题,利用CUDA架构对该模型进行了并行改造,在GPU上对该算法进行了加速测试与相应的性能分析.实验结果表明:在单个GTX295节点上,对于数据规模为16K的期权,GPU相对于其4核Xeon E5520的加速比已... 详细信息

针对二叉树定价模型算法计算量大、耗时长的问题,利用CUDA架构对该模型进行了并行改造,在GPU上对该算法进行了加速测试与相应的性能分析.实验结果表明:在单个GTX295节点上,对于数据规模为16K的期权,GPU相对于其4核Xeon E5520的加速比已达约200倍,GPU每s所能处理的期权数量达到了24 852个,符合实时商业引擎的要求.另外,通过衡量一些关键指标,考察了该算法在GPU上的扩展性及其计算精度对结果的影响.

关键词：二叉树模型期权定价统一计算架构图形处理单元加速比

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基于CUDA的并行K-means聚类图像分割算法优化

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农业机械学报 2014年第11期45卷 47-53,74页

作者：霍迎秋秦仁波邢彩燕陈曦方勇西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712100

为提高K-means聚类算法的运算速度,基于CUDA架构提出一种分块、并行的K-means算法,并采用'合并访问'、'多级规约求和'、'负载均衡'和'指令优化'等策略优化并行算法。实验结果表明,并行K-means算法的分... 详细信息

为提高K-means聚类算法的运算速度,基于CUDA架构提出一种分块、并行的K-means算法,并采用'合并访问'、'多级规约求和'、'负载均衡'和'指令优化'等策略优化并行算法。实验结果表明,并行K-means算法的分割效果与串行K-means算法相同,但运行速度得到了极大的提高,加速比最高达到560,很好地解决了农业工程实际中由于分割算法带来的瓶颈问题,能够极大地提高农业劳动生产率。

关键词：图像分割聚类分割算法统一计算架构图形处理器并行优化

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基于GPU的共享信息素矩阵多蚁群算法

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吉林大学学报（工学版） 2011年第6期41卷 1678-1683页

作者：白洪涛欧阳丹彤李熙铭何丽莉吉林大学公共计算机教学与研究中心长春130012 吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 吉林大学计算机科学与技术学院长春130012 吉林大学符号计算与知识工程教育部重点实验室长春130012

在研究并行蚁群信息素交流方法的基础上,提出了一种适于GPU统一计算架构模型的多蚁群算法。采用多个同构和异构蚁群共享同一信息素矩阵的交流策略,解决信息素多样性和算法性能之间的矛盾。在路径探索阶段,多只获得迭代最优解且差异较大... 详细信息

在研究并行蚁群信息素交流方法的基础上,提出了一种适于GPU统一计算架构模型的多蚁群算法。采用多个同构和异构蚁群共享同一信息素矩阵的交流策略,解决信息素多样性和算法性能之间的矛盾。在路径探索阶段,多只获得迭代最优解且差异较大的蚂蚁共同释放信息素,以利群体多样性;在路径开发阶段,获得唯一全局最优解的蚂蚁释放信息素,以利迅速收敛。多蚁群映射到GPU的线程块而群内蚂蚁对应块内多线程。以MMAS和ACS混合为例给出了该策略下信息素初始化和动态界限的新方法,证明了算法是值收敛和解收敛的。在标准TSP问题实例上的实验评测表明,该算法不仅提升了性能,在充分收敛条件下获得了更高质量的解。

关键词：计算机软件蚁群优化共享信息素矩阵图形处理器统一计算架构

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用GPU加速信号形状与探测器分辨率随能量变化的卷积计算

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核技术 2018年第8期41卷 48-53页

作者：乔颢王思广北京大学物理学院核物理与核技术国家重点实验室及高能物理中心北京100871

在形如中微子能谱分析中,因其本征能谱跨度较大,在积分描述所探测到的能谱时,探测器分辨率本身随能量的连续变化应该被考虑。对于该类能谱的拟合分析,传统的单靠中央处理器(Central Processing Unit,CPU)无法保障时间要求。本文利用图... 详细信息

在形如中微子能谱分析中,因其本征能谱跨度较大,在积分描述所探测到的能谱时,探测器分辨率本身随能量的连续变化应该被考虑。对于该类能谱的拟合分析,传统的单靠中央处理器(Central Processing Unit,CPU)无法保障时间要求。本文利用图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)配合使用统一计算架构(Compute Unified Device Architecture,CUDA)和Roo Fit计算框架来加速数值积分过程,测试显示:当计算节点数目较多,如106个节点时,利用文中的方法 GPU(型号:K80)相较于CPU(型号:E5-2603 v3)能够带来218倍的速度提升。所述方法可作为类似实验的参考。

关键词：图形处理器卷积数值积分 RooFit 统一计算架构

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基于单幅X线图像和CT数据的2D/3D配准系统

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医用生物力学 2010年第6期25卷 460-464页

作者：焦培峰秦安赵卫东欧阳钧张美超樊继宏钟世镇李鉴轶南方医科大学基础医学院人体解剖学教研室生物力学实验室广州510515 南方医科大学广东省医学图像处理重点实验室广州510515

目的建立基于统一计算架构(CUDA)下以单幅X线图像及CT扫描数据为数据源的2D/3D配准系统,并应用于膝关节在体运动及植入假体稳定性研究。方法首先应用张正友标定法对采集X线图像设备进行标定;其次基于CUDA构架利用光线跟踪算法生成数字... 详细信息

目的建立基于统一计算架构(CUDA)下以单幅X线图像及CT扫描数据为数据源的2D/3D配准系统,并应用于膝关节在体运动及植入假体稳定性研究。方法首先应用张正友标定法对采集X线图像设备进行标定;其次基于CUDA构架利用光线跟踪算法生成数字影像重建图像,以相关性函数为相似性测度计算2D/3D配准参数;最后以三维激光扫描仪所获得的点云数据进行3D/3D配准,以验证2D/3D配准结果。结果以标本整体位置变换进行配准实验,6自由度平均误差中,位移小于1mm,旋转小于1°。结论此2D/3D配准系统达到了运动检测精度的要求,可以作为研究膝关节运动情况和假体在体稳定性研究的计算平台。

关键词：图像配准 CT扫描统一计算架构标定

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GRAPES动力框架中大规模稀疏线性系统并行求解及优化

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计算机工程 2022年第1期48卷 149-154,162页

作者：张琨贾金芳严文昕黄建强王晓英青海大学计算机技术与应用系西宁810016 清华大学计算机科学与技术系北京100084

赫姆霍兹方程求解是GRAPES数值天气预报系统动力框架中的核心部分,可转换为大规模稀疏线性系统的求解问题,但受限于硬件资源和数据规模,其求解效率成为限制系统计算性能提升的瓶颈。分别通过MPI、MPI+OpenMP、CUDA三种并行方式实现求解... 详细信息

赫姆霍兹方程求解是GRAPES数值天气预报系统动力框架中的核心部分,可转换为大规模稀疏线性系统的求解问题,但受限于硬件资源和数据规模,其求解效率成为限制系统计算性能提升的瓶颈。分别通过MPI、MPI+OpenMP、CUDA三种并行方式实现求解大规模稀疏线性方程组的广义共轭余差法,并利用不完全分解LU预处理子(ILU)优化系数矩阵的条件数,加快迭代法收敛。在CPU并行方案中,MPI负责进程间粗粒度并行和通信,OpenMP结合共享内存实现进程内部的细粒度并行,而在GPU并行方案中,CUDA模型采用数据传输、访存合并及共享存储器方面的优化措施。实验结果表明,通过预处理优化减少迭代次数对计算性能提升明显,MPI+OpenMP混合并行优化较MPI并行优化性能提高约35%,CUDA并行优化较MPI+OpenMP混合并行优化性能提高约50%,优化性能最佳。

关键词：稀疏线性系统广义共轭余差法信息传递接口 OpenMP编程统一计算架构

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基于GPU的椭圆曲线运算库及相关算法优化

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信息安全学报 2024年第6期9卷 1-16页

作者：高钰洋张健宁王刚苏明刘晓光南开大学计算机学院网络空间安全学院天津300350 贵州大学公共大数据国家重点实验室贵阳550025 数据与智能系统安全教育部重点实验室天津300350

在区块链场景下,往往需要引入数字签名、零知识证明等密码学算法以保护数据安全性与用户隐私。但由于这些算法依赖于大量的大数与椭圆曲线运算,包括范围证明在内的许多密码学算法已经成为了区块链系统的性能瓶颈。而密码学算法的GPU优... 详细信息

在区块链场景下,往往需要引入数字签名、零知识证明等密码学算法以保护数据安全性与用户隐私。但由于这些算法依赖于大量的大数与椭圆曲线运算,包括范围证明在内的许多密码学算法已经成为了区块链系统的性能瓶颈。而密码学算法的GPU优化也在近几年获得了广泛的关注与研究。本文充分利用GPU作为众核处理器的优势,设计了基于GPU的椭圆曲线运算库。在运算库中,本文在GPU上实现并优化了常用的椭圆曲线运算与大数运算,同时针对不同的需求设计了不同的实现与接口。本文对寄存器与常量内存等存储空间进行了合理分配,并通过利用预计算等优化手段减少了计算量,从而最大化了运算库的吞吐与性能。为了验证运算库的实用性与有效性,本文利用该运算库实现了代理重加密与Bulletproofs范围证明的验证算法,同时充分利用了算法的内部并行性进行优化。实验表明,本文实现的运算库在各个运算中都取得了远超于OpenSSL等常用CPU端运算库的性能。基于该运算库实现的代理重加密算法相比CPU实现能达到最高145倍左右的加速比,Bulletproofs范围证明验证算法相比于CPU端实现也能达到5.57倍左右的加速效果,平均证明验证时间在1 ms内,可以满足数字货币隐私保护场景下超过每秒2000笔交易的性能需求。可见该运算库能为区块链系统隐私保护等对密码学计算具有高吞吐需求的场景提供坚实支持。

关键词：椭圆曲线图形处理单元统一计算架构范围证明代理重加密

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