Китайские ученые совместно с российскими разработали вычислительный алгоритм, который значительно увеличивает производительность видеокарт Nvidia в научных и промышленных расчетах.

Исследователи из Шэньчжэньского университета MSU-BIT и Пекинского института технологий, а также их российские коллеги из МГУ, создали алгоритм, существенно повышающий эффективность расчетов в рамках перидинамики — нелокальной теории, используемой для моделирования прочности и разрушения материалов. Этот алгоритм способен ускорить симуляции материалов до 800 раз.

Перидинамика широко применяется для прогнозирования разрушений в аэрокосмической отрасли, гражданском строительстве и военных разработках. Однако традиционные алгоритмы требуют больших вычислительных мощностей, что замедляет крупные исследования. Команда под руководством доцента Ян Ян решила эту проблему, оптимизировав проектирование алгоритмов и управление памятью с использованием технологии CUDA от NVIDIA.

Их разработка, называемая PD-General, обеспечила 800-кратное ускорение вычислений на видеокартах NVIDIA RTX 4070 по сравнению с традиционными последовательными программами и 100-кратное по сравнению с программами на OpenMP. В симуляциях с миллионами частиц PD-General выполнил 4000 итераций за пять минут. Для больших двумерных задач с растяжением по одной оси он обработал 69,85 млн итераций менее чем за две минуты.

Повышенная эффективность позволяет проводить сложные симуляции на потребительских видеокартах вместо дорогостоящих кластеров, открывая новые возможности в отраслях, где требуется детальный анализ материалов — в военной сфере, аэрокосмической промышленности, строительстве и промышленном производстве.

Кроме того, доступность мощного моделирования на видеокартах среднего класса поможет Китаю и России обходить санкции Запада на поставки высокопроизводительных компьютеров.