NCREE-2011-023
時間 2011-11-30
標題 非線性動力結構分析之 GPGPU 平行化與效能評估
作者 楊元森、許國志
摘要
大型非線性結構在進行分析時,常因為運算量太過龐大,而導致電腦
運算時間過長。因此在分析上,折衷採用分析運算量較少但精度較低的數
值模型。為了要解決運算量的問題,各式各樣的高速運算方法不斷的運用
在科學運算中。GPGPU 的超多核心與低成本的特性,使得GPGPU 有潛力
成為進行大型非線性結構分析的另一個工具。
隨著科技發展越來越進步,繪圖處理器 (Graphics Processing Unit,簡
稱GPU)具有「超多」核心(many-core)的特性,其運算能力隨之變得非常強
大。近年來,GPU 的超多核心的特性更進一步地被發展為適用於一般運算
用途的處理器,而此技術被稱為GPGPU (General-Purpose computing on
Graphics Processing Unit)。本研究重新檢視OpenSees (Open System for
Earthquake Engineering Simulation)程式運算流程,並建立一個新的平行運算
流程,以適用於GPGPU 的超多核心特性。本研究將新的平行運算流程實作
於美國加州大學柏克萊分校的OpenSees 地震工程分析系統。測試結果顯
示,本研究所測試的平行運算流程,配合GPGPU 技術,縮短大型非線性動
力分析約20%的時間。
關鍵字 GPGPU、OpenSees、OpenCL
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