Использование высокопроизводительных вычислительных платформ в задачах томографической цифровой трассерной визуализации
Ложкин В.А., Ложкин Ю.А., Токарев М.П.

Томографический метод цифровой трассерной визуализации (Tomo PIV; Tomographic Particle Image Velocimetry) - это новый метод изучения газовых и жидкостных потоков, позволяющий измерять трехмерные распределения скорости и, на их основе, рассчитывать другие характеристики потока в заданном объеме. Одной из основных сложностей в использовании этого метода измерений является высокая ресурсоемкость используемых алгоритмов обработки данных. В настоящей статье рассматриваются способы увеличения производительности метода за счет использования различных высокопроизводительных вычислительных платформ, таких как многопроцессорные серверы, вычислительные кластеры и графические процессорные устройства (ГПУ). Описаны проблемы, возникшие при переносе алгоритма томографической реконструкции и корреляционного алгоритма расчета полей скорости на платформы с множеством вычислительных ядер, а также способы решения этих проблем. Рассматриваются особенности переноса алгоритма томографической реконструкции на графический ускоритель с применением технологии OpenCL. Приводится оценка времени обработки одного эксперимента с использованием различных вычислительных платформ, а также целесообразности использования той или иной платформы в терминах условной стоимости обработки одного эксперимента. Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках реализации Федеральной целевой программы "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009-2013 гг.

Ключевые слова: томография, цифровая трассерная визуализация, Tomo PIV, графические ускорители, вычислительный кластер, OpenCL, MPI, высокопроизводительные вычисления

Название статьи, аннотация и ключевые слова на английском языке

Ложкин В.А., лаборант, e-mail: v.a.lozhkin@gmail.com;   Ложкин Ю.А., инженер, e-mail: lozhkin@itp.nsc.ru;   Токарев М.П., науч. сотр., e-mail: mtokarev@itp.nsc.ru - Институт теплофизики СО РАН (ИТ СО РАН), просп. акад. Лаврентьева, 1, 630090, г. Новосибирск