随着高性能计算与人工智能融合发展的深入,三维电磁数值模拟在雷达、光子晶体、地球物理勘探等领域的需求日益增长。作为电磁仿真中的核心方法之一,Crank-Nicolson有限差分时域(CN-FDTD)方法因无条件稳定性和能量守恒特性,广泛应用于大规模长时间模拟。然而,该方法在每一步时间推进中需求解由双旋度算子构成的大型稀疏线性系统,计算开销大,限制了其工程应用。
近日,中国科学院计算机网络信息中心科研团队,提出了基于离散变换的子域精确预处理系统——FlashMP,用于高效求解CN-FDTD方法中的线性系统。该方法首次在GPU集群上实现了对电磁方程预处理求解的实用加速,提升了大规模电磁模拟的计算效率。
FlashMP通过奇异值分解,将双旋度算子解耦为格点子系统,在每个子域内构建精确求解器作为预处理器,降低了迭代次数。同时,针对边界误差问题,团队设计了低秩修正策略,实现了高效边界处理。这一方法在多GPU环境下具备良好的可扩展性,支持上千GPU并行计算。实验结果表明,在AMD MI60 GPU集群上,FlashMP与主流迭代求解器BiCGSTAB和GMRES结合使用,相比无预处理情况,可将迭代次数减少高达16倍,整体求解速度提升2.5倍至4.9倍。在1000 GPU规模下,FlashMP仍保持84.1%的并行效率,展现出优异的弱扩展性能。
相关研究成果已被IEEE International Conference on Computer Design录用并发表。研究工作得到中国科学院战略性先导科技专项的支持。
基于离散变换与低秩修正的子域精确求解
基于骨架结构的蛋白质序列设计是全新蛋白质设计的关键问题之一。近年来,随着深度学习方法和技术的发展,全新蛋白质序列设 西北工业大学李林教授、傅莉教授和西北大学陈希教授等人,结合蛋白质口袋预测与光功能材料设计理念,提出基于蛋白限域荧光 中国教育报-中国教育新闻网北京11月11日讯(记者 林焕新)今天,教育部召开新闻发布会,解读《中华人民共和国学前教育法》并介绍教育系统学习宣传贯彻落实法律有关情况。针对用法律规范幼儿园和小学 中国教育报-中国教育新闻网讯(通讯员 田雨)日前,主题为“教育幸福感·如何与自然保持连接”的第五届中国丹麦幸福教育大会在山东高密莫言文学艺术馆举行。大会由中国教育三十人论坛和丹麦终身学 日前,教育部印发《关于做好2025届全国普通高校毕业生就业创业工作的通知》(以下简称《通知》),部署各地各高校深入贯彻落实党中央、国务院决策部署,实施“2025届全国普通高校毕业生就业创业促进和 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 陈欣然)“大家来看这幅图,图中红点表示位于中心城区的64处红色旧址,其余36处位于周边郊区……”近日,在天津城建大学革命丰碑展馆,讲解员正在向参观的学生们介绍 。本文链接:GPU加速电磁模拟预处理技术研究取得进展http://www.sushuapos.com/show-12-2185-0.html
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