講演名 2011-01-17
アンテナ設計のためのFDTD法による電磁界シミュレーションのGPUへの実装(コンピュータシステム応用,FPGA応用及び一般)
土肥 慶亮, 柴田 裕一郎, 小栗 清, 藤本 孝文,
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抄録(和) 本稿は,アンテナ設計のための,3次元FDTD法による電磁界シミュレーションのGPUを用いた高速化について述べる.境界条件としてBerengerによって提案されたsplit PMLを用いた3D-FDTD法は,ステンシル演算の一種でありGPUでの高速化に適していると考えられる.計算領域をブロック化する際にはGPUの構造を考慮したいくつかのブロック化サイズが考えられるが,複数のサイズで評価を行い最適なサイズを明らかにする.さらに,わずかなメモリ使用量の増加と引換に約12%の性能向上が見られるカーネルの統合について述べる.GeForce GTX295を用いた評価の結果,最適なブロック化サイズの探索とカーネルの統合などの最適化により,Core i7 920上のシンプルな実装に対して約110倍の高速化が達成され,マルチコアやSIMD命令の理想的な活用を想定しても約3.45倍の高速化が期待できることが分かった.
抄録(英) This paper describes electromagnetical field simulation using the 3D-FDTD method for antenna designing on a CUDA-compatible GPU. We used the split Perfectly Matched Layer as absorbing boundary condition. As is well known, the 3D-FDTD method is a kind of stencil computation and is considered better at GPU implementation. In order to find the best blocking size for the target GPU architecture, we empirically explored a design space of blocking size. We also propose a kernel join method as one of efficient optimization methods, which improves the total performance about 12% at the cost of a small increase in memory usage. As a result of evaluation, our implementation of the 3D-FDTD method on a GeForce GTX295 platform achieves about 110 times performance improvement compared to a simple CPU implementation, which is estimated about 3.45 times faster than an ideally parallelized CPU implementation using multi-core and SIMD instructions.
キーワード(和) FDTD / PML / GPU / CUDA / 電磁界シミュレーション
キーワード(英) FDTD / PML / GPU / CUDA / Computational electromagnetics
資料番号 VLD2010-88,CPSY2010-43,RECONF2010-57
発行日

研究会情報
研究会 VLD
開催期間 2011/1/10(から1日開催)
開催地(和)
開催地(英)
テーマ(和)
テーマ(英)
委員長氏名(和)
委員長氏名(英)
副委員長氏名(和)
副委員長氏名(英)
幹事氏名(和)
幹事氏名(英)
幹事補佐氏名(和)
幹事補佐氏名(英)

講演論文情報詳細
申込み研究会 VLSI Design Technologies (VLD)
本文の言語 JPN
タイトル(和) アンテナ設計のためのFDTD法による電磁界シミュレーションのGPUへの実装(コンピュータシステム応用,FPGA応用及び一般)
サブタイトル(和)
タイトル(英) Highly efficient mapping of electromagnetic wave interactions using the FDTD method for antenna designing on a CUDA-compatible GPU
サブタイトル(和)
キーワード(1)(和/英) FDTD / FDTD
キーワード(2)(和/英) PML / PML
キーワード(3)(和/英) GPU / GPU
キーワード(4)(和/英) CUDA / CUDA
キーワード(5)(和/英) 電磁界シミュレーション / Computational electromagnetics
第 1 著者 氏名(和/英) 土肥 慶亮 / Keisuke DOHI
第 1 著者 所属(和/英) 長崎大学大学院生産科学研究科
Graduate School of Science and Technology, Nagasaki University
第 2 著者 氏名(和/英) 柴田 裕一郎 / Yuichiro SHIBATA
第 2 著者 所属(和/英) 長崎大学工学部
Nagasaki University
第 3 著者 氏名(和/英) 小栗 清 / Kiyoshi OGURI
第 3 著者 所属(和/英) 長崎大学工学部
Nagasaki University
第 4 著者 氏名(和/英) 藤本 孝文 / Takafumi FUJIMOTO
第 4 著者 所属(和/英) 長崎大学工学部
Nagasaki University
発表年月日 2011-01-17
資料番号 VLD2010-88,CPSY2010-43,RECONF2010-57
巻番号(vol) vol.110
号番号(no) 360
ページ範囲 pp.-
ページ数 6
発行日