Paralelización de Autómatas Celulares de Aguas Superficiales Sobre Placas Gráficas

Abstract

Los simuladores basados en autómatas celulares (AC) son esencialmente esquemas explícitos con operaciones locales y, por lo tanto, son especialmente aptos para ser implementados en plataformas masivamente paralelas como el hardware integrado en placas gráficas. El modelo de
programación de nVIDIA® denominado Compute Unified Device Architecture (CUDATM) es una plataforma para el desarrollo de software para computación paralela de alto desempeño sobre las potentes placas gráficas de la misma marca. En este trabajo se presenta una primera implementación de AC para simulación de escurrimientos de fluidos en CUDA utilizando varias estrategias de paralelización y diferentes niveles de memoria de la placa gráfica (memoria global, compartida y bancos de registros). Se presentan implementaciones donde se consiguieron aceleraciones de hasta 6 veces en comparación con una implementación equivalente sobre la CPU. Al aumentar el tamaño de entrada al mismo tiempo que el nivel de paralelización y la cantidad de threads, las diferencias en
performance superaron un orden de magnitud.