Disputas: André Rigland Brodtkorb

M.Sc. André Rigland Brodtkorb ved Institutt for informatikk vil forsvare sin avhandling for graden ph.d. (philosophiae doctor): Scientific Computing on Heterogeneous Architectures

Prøveforelesning

Se prøveforelesning

Bedømmelseskomité

Research Group Leader Robert Strzodka, Max Planck Institut Informatik, Saarbrücken
Professor Sverker Holmgren, Department of Information Technology, Uppsala University.
Research Programmer Ola Skavhaug, Simula Research Laboratory, Oslo

Leder av disputas:  Dag Langmyhr

Veileder:  Tor Dokken, Knut-Andreas Lie og Knut Mørken

Sammendrag

Kan man simulere en halvtime av et demningsbrudd på under ett halvt minutt? I denne avhandlingen brukes grafikkprosessoren til å øke hastigheten på simuleringer med inntil 450 ganger i forhold til tradisjonelle løsninger.

Komplekse matematiske likninger kan brukes til å beskrive fysiske fenomener som været, tsunamier, og golfstrømmen. Ved å løse disse likningene på en datamaskin kan man få detaljerte simuleringer av hvordan fenomenet utspiller seg. Men dessverre er detaljnivået ofte begrenset av tid: Jo høyere detaljnivå, desto lengre tid tar simuleringen, og ofte må store og dyre superdatamaskiner brukes. Denne avhandlingen ser på hvordan nøkkelelementer innen simulering kan kjøres mye raskere ved å bruke moderne grafikkort.

Doktoranden tar for seg to sentrale komponenter i simulering: stensilberegninger og numerisk lineær algebra. I avhandlingen har stensilberegninger blitt brukt til simulering av tsunamier, demningsbrudd, og flommer. Først deles området man er interessert i opp i et gitter av firkantede celler. Deretter utfører man stensilberegning for hver celle, som vil si at man vekter inn informasjon fra naboceller. Denne typen operasjon krever ofte veldig høy minnebåndbredde, og ved effektiv bruk av raske minnetyper på grafikkortet går simuleringen 450 ganger raskere enn tradisjonelle metoder utviklet av National Center for Computational Hydroscience and Engineering. Doktoranden har også utviklet metoder som bruker grafikkortet til å utføre operasjoner fra numerisk lineær algebra, med inntil 30 ganger hastighetsøkning. Det har også blitt utviklet en kobling som gjør at man kan bruke de nye og mer effektive lineær algebra metodene i MATLAB, et simuleringsverktøy som har over en million brukere på verdensbasis. Denne typen kobling er nå blitt kommersialisert av Accelereyes gjennom et tredjepartsbibliotek, Jacket, i tillegg til at den nyeste versjonen av MATLAB har direkte støtte for det i sin Parallel Computing toolbox.

Arbeidet i avhandlingen er utført ved Avdeling for Anvendt Matematikk på SINTEF IKT i Oslo, i tillegg til tre måneder ved National Center for Computational Hydroscience and Engineering i USA. Oppgaven er levert til vurdering hos Institutt for Informatikk ved Universitetet i Oslo.

Kontaktperson

For mer informasjon, kontakt Else Marie Lingaas.

Publisert 29. mars 2012 15:18 - Sist endret 13. apr. 2012 10:14