近日，中國(guó)科研領(lǐng)域傳來(lái)振奮人心的消息，深圳北理莫斯科大學(xué)的一支研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一種革命性的高性能算法，該算法在NVIDIA消費(fèi)級(jí)GPU上展現(xiàn)出了卓越的科學(xué)計(jì)算能力，性能提升幅度竟高達(dá)800倍！這一突破性的成果，無(wú)疑為科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域注入了新的活力。
這項(xiàng)創(chuàng)新算法的核心在于近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)（Peridynamics）的高效應(yīng)用。近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)作為一種前沿的非局部理論，在解決諸如材料斷裂、損壞等復(fù)雜物理問(wèn)題上具有顯著優(yōu)勢(shì)。然而，其計(jì)算過(guò)程的復(fù)雜性一直是制約其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素。深圳北理莫斯科大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)，憑借深厚的科研實(shí)力和獨(dú)到的見(jiàn)解，成功克服了這一難題。
研究團(tuán)隊(duì)基于NVIDIA CUDA編程技術(shù)，精心打造并優(yōu)化了PD-General框架，通過(guò)精細(xì)的內(nèi)存管理和算法設(shè)計(jì)，充分挖掘了GPU的大規(guī)模并行計(jì)算能力。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在普通的RTX 4070顯卡上，新算法的運(yùn)行速度相較于傳統(tǒng)串行算法，實(shí)現(xiàn)了驚人的800倍提升。即便是與最新的OpenMP并行算法相比，也展現(xiàn)出了100倍的性能優(yōu)勢(shì)。
這一算法的威力，在大規(guī)模模擬中體現(xiàn)得尤為明顯。對(duì)于涉及數(shù)百萬(wàn)粒子的復(fù)雜模擬任務(wù)，新算法僅需不到5分鐘即可完成4000步迭代，效率之高令人咋舌。在2D單軸拉伸問(wèn)題的大規(guī)模模擬中，新算法同樣表現(xiàn)出色，僅用不到2分鐘便完成了695萬(wàn)次的單精度迭代。這一成果，無(wú)疑為航空與國(guó)防、工程與制造以及軍事研究等領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
尤為該算法并不依賴于高性能的GPU芯片，也不受美國(guó)制裁的限制。這意味著，在家庭級(jí)別的電腦或游戲機(jī)上，使用普通的消費(fèi)級(jí)GPU，就能輕松實(shí)現(xiàn)這一功能。這無(wú)疑大大降低了科學(xué)計(jì)算的門檻，使得更多科研人員能夠享受到高性能計(jì)算帶來(lái)的便利。
研究團(tuán)隊(duì)還表示，他們正在積極探索該算法在國(guó)產(chǎn)GPU硬件上的支持情況。如果能夠成功實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，那么中國(guó)在高性能計(jì)算領(lǐng)域?qū)碛懈幼灾骺煽氐募夹g(shù)力量，為國(guó)家的科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供有力支撐。
