Аннотация:
Работа посвящена развитию методики построения векторных алгоритмов для разностного решения на графических процессорах задачи дифракции. Применение подхода, основанного на повторном использовании попарных сумм дифференциального шаблона, при решении уравнения Даламбера позволило до трёх раз сократить длительность вычислений по сравнению с известными алгоритмами.

Ключевые слова:
векторные алгоритмы, волновое уравнение, ускорение вычислений.

Цитирование:
Воротникова, Д.Г. Разностное решение волнового уравнения на графических процессорах с повторным использованием попарных сумм дифференциального шаблона / Д.Г. Воротникова, Д.Л. Головашкин // Компьютерная оптика. – 2017. – Т. 41, № 1. – С. 134-138. – DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-1-134-138.

Литература:

1. Taflove A. Computational electrodynamics: The finite-difference time-domain method / A. Taflove, S. Hagness. – 3th ed. – Boston: Arthech House Publishers, 2005. – 1006 p. – ISBN: 978-1-58053-832-9.
2. Дифракционная нанофотоника / А.В. Гаврилов, Д.Л. Головашкин, Л.Л. Досколович, П.Н. Дьяченко, А.А. Ковалёв, В.В. Котляр, А.Г. Налимов, Д.В. Нестеренко, В.С. Павельев, Р.В. Скиданов, В.А. Сойфер, С.Н. Хонина, Я.О. Шуюпова. – Под ред. В.А. Сойфера. – М.: Физматлит, 2011. – 680 с. – ISBN: 978-5-9221-1237-6.
3. Климов, В.В. Наноплазмоника / В.В. Климов. – М.: Физматлит, 2009. – 480 с. – ISBN: 978-5-922110-30-3.
4. Lourtioz, J.-M. Photonic crystals. Towards nanoscale photonic devices / J.-M. Lourtioz, H. Benistry, V. Berger, J.-M. Gerard, D. Maystre, A. Tchelnokov, D. Pagnoux. - 2nd ed. - Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2008. - 514 р. – ISBN: 978-3-540-78346-6.
5. Козлова, Е.С. Моделирование распространения короткого двумерного импульса света / Е.С. Козлова, В.В. Котляр // Компьютерная оптика. – 2012. – Т. 36, № 2. – С. 158-164.
6. Козлова, Е.С. Моделирование предвестников Зоммер­фельда и Бриллюэна в среде с частотной дисперсией на основе разностного решения волнового уравнения / Е.С. Козлова, В.В. Котляр // Компьютерная оптика. – 2013. – Т. 37, № 2. – С. 146-154.
7. Неганов, В.А. Линейная макроскопическая электродинамика. Том 1 / В.А. Неганов, С.Б. Раевский, Г.П. Яровой. - М: Радио и Связь, 2000. – 512 с. – ISBN 5-256-01505-2.
8. Wahl, P. B-CALM: An open-source GPU-based 3D-FDTD with multi-pole dispersion for plasmonics / P. Wahl, D.-S. LyGagnon, Ch. Debaes, D.A.B. Miller, H. Thienpont // Optical and Quantum Electronics. – 2012. – Vol. 44, Issue 3. – P. 285-290. - DOI: 10.1007/s11082-012-9558-z.
9. Малышева, С.А. Реализация разностного решения уравнений Максвелла на графическом процессоре методом пирамид / С.А. Малышева, Д.Л. Головашкин // Компьютерная оптика. – 2016. – Т. 40, № 2. – С. 179-187. - DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-2-179-187.
10. Zakirov, AV. High performance FDTD code implementation for GPGPU supercomputers / A.V. Zakirov, V.D. Lev­chenko, A.Yu. Perepelkina, Z. Yasunari // Keldysh Institute Preprints. – 2016. – No. 44. – 22 p. – DOI: 10.20948/prepr-2016-44-e.
11. Воротникова, Д.Г. Алгоритмы с «длинными» векторами решения сеточных уравнений явных разностных схем / Д.Г. Воротникова, Д.Л. Головашкин // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39, № 1. – С. 87-93.
12. Golub, G.H. Matrix Computations / G.H. Golub, Ch.F. Van Loan. – 3rd ed. – Baltomore, London: Johns Hopkins Uni­versity Press, 1996. – 694 p. – ISBN: 0-8018-5414-8.
13. Самарский, А.А. Теория разностных схем / А.А. Са­марский. - М.: Наука, 1977. - 656 с.
14. Anderson, E. Performance of the CRAY multiprocessors / E. Anderson, J. Brooks, Ch. Grassel. - The Supplemental Performance Report, 1996. - 25 p.
15. Воротникова, Д.Г. Моделирование вычислений на графических процессорах по разностным схемам / Д.Г. Воротникова, Д.Л. Головашкин, А.В. Кочуров // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39, № 5. – С. 801-807. - DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-5-801-807.

---

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20