Китайцы и россияне улучшили производительность NVIDIA RTX 4070 в научных и военных расчетах до 800 раз

Китайские ученые в сотрудничестве с россиянами разработали вычислительный алгоритм, который разительно улучшает производительность видеокарт NVIDIA в научных и промышленных расчетах.

Исследователи Шэньчжэньского университета MSU-BIT и Пекинского технологического института в сотрудничестве с российскими учеными (МГУ) разработали алгоритм, который может значительно повысить эффективность расчетов перидинамики — нелокальной теории, которая используется для моделирования прочности и разрушения материалов. Он способен ускорить расчет симуляции материалов до 800 раз.

Перидинамика широко используется для прогнозирования разрушения материалов в аэрокосмической, гражданской инженерной и военной сферах. Традиционные ее алгоритмы требуют значительных вычислительных ресурсов, что делает крупномасштабные исследования медленными и непрактичными. Доцент Ян Янг и ее команда решили эту проблему использованием технологии CUDA от NVIDIA для оптимизации дизайна алгоритмов и управления памятью.

Их фреймворк PD-General достиг 800-кратного прироста скорости расчетов на видеокартах NVIDIA RTX 4070 по сравнению с традиционными последовательными программами и 100-кратного повышения производительности по сравнению с параллельными программами OpenMP. В крупномасштабном моделировании с миллионами частиц PD-General выполнил 4000 итерационных шагов за пять минут. Для крупномасштабных двумерных задач одноосевого растяжения он обработал 69,85 млн итераций менее чем за две минуты с единичной точностью.

Повышенная вычислительная эффективность означает, что теперь исследователи могут проводить моделирование на видеокартах потребительского уровня вместо того, чтобы полагаться на дорогие высокопроизводительные вычислительные кластеры. Это имеет широкие последствия для отраслей промышленности, требующих детального анализа материалов, в частности военной и аэрокосмической промышленности, строительства и промышленных разработок и тому подобное.

Возможность заниматься высокопроизводительным моделированием на доступных видеокартах поможет китайцам и россиянам обходить санкции, наложенные на поставку мощных вычислителей западными странами. Для Украины это означает улучшение возможностей россиян в разработке военных технологий.

Исследование было опубликовано в Chinese Journal of Computational Mechanics в январе 2025 года. Исследователи считают, что дальнейшая разработка поможет улучшить расчеты и в других научных и промышленных задачах.

Источники: SCMP, Tom`s Hadware