物理学 > 计算物理
[提交于 2025年2月10日
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标题: COSMICA:一种用于太阳系中宇宙射线传播的新型并行GPU代码
标题: COSMICA: a novel parallel GPU code for Cosmic Rays propagation in heliosphere
摘要: 星际磁场的复杂结构及其由于太阳活动而产生的变化,使得必须通过数值模拟来计算宇宙射线(CR)的调制。用于快速蒙特卡罗(MC)模拟的代码,涉及CUDA架构(COSMICA)是一个MC代码,用于向后求解等效于帕克输运方程(PTE)的随机微分方程(SDE)系统。COSMICA代码的图形处理单元(GPU)并行化是该领域的一个突破,因为它将标准模拟的计算时间从数百分钟减少到几分钟。此外,该代码能够在具有多个GPU的机器集群上分布计算,为扩展打开了道路。在COSMICA中,我们实现了同步广播内存访问以演化变量样本,对虚拟粒子集数量进行四舍五入以满足GPU块,并利用共享内存来释放寄存器。此外,我们简化了数学计算,并转为更轻量级的动量公式。该代码首次移植到GPU架构上带来了40倍的速度提升。成功的优化带来了1.5倍的速度提升。
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