Automatically Optimized GPU Acceleration of Element Subroutines in Finite Element Method

• Název česky: Automaticky optimalizovaná GPU akcelerace elementárních subrutin v metodě konečných prvků
• Autoři: FILIPOVIČ Jiří; FOUSEK Jan; LAKOMÝ Bedřich; MADZIN Matúš
• Rok publikování: 2012
• Druh: Článek ve sborníku
• Konference: Symposium on Application Accelerators in High Performance Computing
• Fakulta / Pracoviště MU: Fakulta informatiky
• Obor: Informatika
• Klíčová slova: GPGPU; code optimization; kernel fusion; FEM
• Popis: Subrutiny aplikované na elementy v metodě konečných prvků (FEM) poskytují dostatečný paralelismus k tomu, aby byly akcelerovány dnešnímy GPU. Jejich efektivní implementace není však přímočará, vyžaduje časově náročný průzkum mnoha variant implementace. V tomto článku prezentujeme optimalizaci pomocí fúzí kernelů pro subroutiny aplikované na elementy. Navíc ukazujeme, jak tato optimalizace může být automatizována pomocí našeko překladače ze zdrojového do zdrojového kódu. Demonstrujeme optimalizaci subrutin pro FEM model používající St. Venant-Kirchhoff materiál. Výkon kódu generovaného naším překladačem překoná dříve publikovanou ručně-optimalizovanou implementaci 1.32-1.54x, v závislosti na použité GPU architektuře. Ačkoliv je optimalizační technika demonstrovaná na subroutinách pro St. Venant-Kirchhoff materiál, je zároveň obecně použitelná pro širší oblast výpočetně náročných problémů.

Související projekty

• Matematické a inženýrské metody pro vývoj spolehlivých a bezpečných paralelních a distribuovaných počítačových systémů
• Rozsáhlé výpočetní systémy: modely, aplikace a verifikace