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一种多GPU并行的时域有限差分电磁仿真方法、设备及介质
发布时间: 2022-06-20
基本信息
合作方式：
技术咨询
成果类型：
发明专利
行业领域：
新一代信息技术产业,信息传输、软件和信息技术服务业
成果介绍
本发明公开了一种多GPU并行的时域有限差分电磁仿真方法及系统，其仿真方法包括：根据预设的GPU并行数量对空间网格进行区域分解使分解后相邻子域包含有相同的重叠网格；所述空间网格通过对三维电磁模型进行Yee网格划分获得；为每个GPU匹配其对应子域的区域参数，控制各GPU结合区域参数分别对其子域所对应的所述重叠网格以及所述重叠网格以外区域进行电磁场数据的迭代运算，并对电磁场数据迭代运算结果进行数据存储。本发明可有效解决电磁FDTD算法在求解电大尺寸的仿真案例过程中存在的内存消耗大、计算效率低、计算时间长等问题。
主权利要求: 1.一种多GPU并行的时域有限差分电磁仿真方法，其特征在于，包括：根据预设的GPU并行数量对空间网格进行区域分解使分解后相邻子域包含有相同的重叠网格；所述空间网格通过对三维电磁模型进行Yee网格划分获得；其中，采用两个网格重叠方式进行区域分解使得子域间相互重叠；为每个GPU匹配其对应子域的区域参数，控制各GPU结合区域参数分别对其子域所对应的所述重叠网格以及所述重叠网格以外区域进行电磁场数据的迭代运算；其中，通过OpenMP启动多线程，并行控制多GPU迭代求解；对交界区域的电场数据进行传输以及磁场更新，具体地：对于不支持GPU间直接内存拷贝的设备，GPU将电场场值拷贝到CPU，然后将CPU区域中的电场场值拷贝至本GPU的内存空间以完成磁场计算；对于直接GPU间传输的设备，GPU将本子域网格节点上的电场场值拷贝至k+1区域的GPU对应的网格节点以完成磁场计算；对交界区域的磁场数据进行传输，以及电场更新；对电磁场实时计算数据进行提取和存储，并异步触发CPU进行实时计算数据后处理与监控；为每个GPU所对应子域添加指定场景的数据处理模块，所述指定场景的数据处理模块包括与激励、边界条件和色散材料相关的数据处理模块；并在控制各GPU执行电磁场数据的迭代运算时，控制各GPU的数据处理模块对激励、边界、色散材料进行电磁场更新处理。
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