A parallel hybrid implementation of the 2D acoustic wave equation

2020

Полный текст Открытый доступ: Green Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1515/ijnsns-2019-0227
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Abstract In this paper, we propose a hybrid parallel programming approach for a numerical solution of a two-dimensional acoustic wave equation using an implicit difference scheme for a single computer. The calculations are carried out in an implicit finite difference scheme. First, we transform the differential equation into an implicit finite-difference equation and then using the alternating direction implicit (ADI) method, we split the equation into two sub-equations. Using the cyclic reduction algorithm, we calculate an approximate solution. Finally, we change this algorithm to parallelize on graphics processing unit (GPU), GPU + Open Multi-Processing (OpenMP), and Hybrid (GPU + OpenMP + message passing interface (MPI)) computing platforms. The special focus is on improving the performance of the parallel algorithms to calculate the acceleration based on the execution time. We show that the code that runs on the hybrid approach gives the expected results by comparing our results to those obtained by running the same simulation on a classical processor core, Compute Unified Device Architecture (CUDA), and CUDA + OpenMP implementations.