Acceleration of Heat Diffusion Simulation on Single-Node Systems

HPC, CUDA, OpenMP, Multi-GPU, SIMD

k-Wave je MATLAB toolbox pro simulace šíření akustických vln v časové doméně. Skládá se z několika výpočetně náročných simulací, z nichž jednou je simulace šíření tepla v médiu. Pro snížení celkového času výpočtu a tím i jeho ceny byla vytvořena akcelerovaná implementace pro jednouzlové systémy. Podporuje využití SIMD jednotek a vláknového paralelismu na CPU pomocí OpenMP a knihoven pro výpočet FFT s rozhraním založeným na knihovně FFTW. Implementace také umožňuje výpočet na jednom nebo více GPU na NVIDIA systémech jako jsou např. DGX-2 nebo HGX A100 s využitím CUDA a knihovny cuFFT. Výsledkem je rychlejší výpočet za nižší cenu.