Китайці та росіяни покращили продуктивність NVIDIA RTX 4070 у наукових та військових розрахунках до 800 разів

Китайські вчені у співпраці з росіянами розробили обчислювальний алгоритм, який разюче покращує продуктивність відеокарт NVIDIA у наукових та промислових розрахунках.

Дослідники Шеньчженьського університету MSU-BIT та Пекінського технологічного інституту у співпраці з російськими вченими (МДУ) розробили алгоритм, який може значно підвищити ефективність розрахунків перидинаміки — нелокальної теорії, яка використовується для моделювання міцності та руйнування матеріалів. Він здатний пришвидшити розрахунок симуляції матеріалів до 800 разів.

Перидинаміка широко використовується для прогнозування руйнування матеріалів в аерокосмічній, цивільній інженерній та військовій сферах. Традиційні її алгоритми вимагають значних обчислювальних ресурсів, що робить великомасштабні дослідження повільними та непрактичними. Доцент Ян Янг і її команда розв’язали цю проблему використанням технології CUDA від NVIDIA для оптимізації дизайну алгоритмів та керування пам’яттю.

Їхній фреймворк PD-General досяг 800-разового приросту швидкості розрахунків на відеокартах NVIDIA RTX 4070 порівняно з традиційними послідовними програмами та 100-разового підвищення продуктивності порівняно з паралельними програмами OpenMP. У великомасштабному моделюванні з мільйонами частинок PD-General виконав 4000 ітераційних кроків за п’ять хвилин. Для великомасштабних двовимірних задач одновісного розтягування він обробив 69,85 млн ітерацій менш ніж за дві хвилини з одиничною точністю.

Підвищена обчислювальна ефективність означає, що тепер дослідники можуть проводити моделювання на відеокартах споживацького рівня замість того, щоб покладатися на дорогі високопродуктивні обчислювальні кластери. Це має широкі наслідки для галузей промисловості, які потребують детального аналізу матеріалів, зокрема військової та аерокосмічної промисловості, будівництва та промислових розробок тощо.

Можливість займатися високопродуктивним моделюванням на доступних відеокартах допоможе китайцям та росіянам обходити санкції, накладені на постачання потужних обчислювачів західними країнами. Для України це означає покращення можливостей росіян у розробці військових технологій.

Дослідження було опубліковано в Chinese Journal of Computational Mechanics у січні 2025 року. Дослідники вважають, що подальша розробка допоможе покращити розрахунки й в інших наукових та промислових завданнях.

Джерела: SCMP, Tom`s Hadware