Моделирование переноса солнечного излучения в облачной атмосфере методом Монте-Карло с использованием графического процессора и технологии NVIDIA CUDA
Т.В. РУССКОВА
"Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
btv@iao.ru"
Ключевые слова: метод Монте-Карло, потоки солнечной радиации, параллельные вычисления, GPU, технология CUDA, ускорение вычислений, Monte Carlo method, solar radiation fluxes, parallel computing, GPU, CUDA technology, computation speedup
Страницы: 915-926
Подраздел: РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛН
Аннотация
Обсуждаются вопросы о повышении эффективности численного моделирования распространения солнечного излучения в атмосфере Земли методом Монте-Карло путем перехода от последовательных вычислений к параллельным. Представлен новый параллельный алгоритм метода, ориентированный на вычислительную систему с графическим процессором, поддерживающим технологию NVIDIA CUDA. Эффективность распараллеливания проанализирована на примере расчета потоков нисходящей и восходящей солнечной радиации как в вертикально однородной, так и неоднородной моделях атмосферы. Представлены результаты апробации алгоритма в различных атмосферных условиях, в том числе в условиях однослойной и многослойной сплошной облачности, с учетом и без учета селективного молекулярного поглощения. Анализируются результаты тестирования кода на видеокартах с разной вычислительной мощностью. Показано, что перенос вычислений с традиционных ПК на архитектуру графических процессоров дает более чем стократный прирост производительности и в полной мере раскрывает возможности используемой технологии.
DOI: 10.15372/AOO20171103
|
