国家大学生创新实践计划申请答辩PPT.pptVIP

国家大学生创新实践计划 GPU与CPU协同并行运算的预测反褶积技术 中国海洋大学大学“国家大学生创新性实验计划”答辩材料 项目名称： GPU与CPU协同并行运算的预测反褶积技术项目成员：薛清峰 2009级地球信息科学与技术 胡昊 2009级地球信息科学与技术 谭萍 2009级地球信息科学与技术指导老师：姜秀萍 中国海洋大学大学“国家大学生创新性实验计划”答辩材料 项目背景 近几年在国际上才刚刚起步的GPU\CPU协同并行运算技术，可在保证计算精度的前提下大幅度提高计算效率的同时明显降低计算机集群的规模和硬件成本，已经成为高性能密集地震资料运算的发展趋势。因此，开展GPU\CPU协同并行运算技术的研究具有重要的实用价值。 中国海洋大学大学“国家大学生创新性实验计划”答辩材料 GPU/CPU在地球物理中的应用 中国海洋大学大学“国家大学生创新性实验计划”答辩材料 地球物理的海量计算量的应用需求推动了计算技术的快速发展。在过去40年间地球物理计算的发展历程，已经经历了四次重大变革。而GPU/CPU协同计算技术在经历近几年的飞速发展后已然有了实现第五次变革的趋势。 20世纪70年代 20世纪80年代 20世纪90年代 21世纪初 2007年后 通过实测数据对比分析，1440平方地震数据逆时偏移，512核PC机群需近7个月时间，而12节点GPU\CPU协同并行计算只需41天。 中国海洋大学大学“国家大学生创新性实验计划”答辩材料 处理系统 CPPC处理系统 PC机群处理系统商业软件 硬 件 环 境 CPU配置 12节点 各节点单CPU 四核 主频：3.0 核数：48 64节点 双CPU 四核； 主频：3.0 核数：64x8=512 GPU配置 12节点 型号:Nvidia Tesla1070 核数：4*240=960 无 应用软件 GPU\CPU协同并行计算 逆时深度偏移 双程波深度偏移 测 试 情 况 面积（Km2） 试验300平方（实际数据1440平方） 数据量(Gb) 487（2300） 采样（ms） 2 FLOD 120 道长（ms） 6000 面元（m） 25x25 偏移炮数 29328 30678 延拓深度 5000 5000 时间延拓 0.4ms 0.4ms 子波主频 F=20 F=18 作业运行时间 205小时=8.5天（41） 1008小时=42天（201） 平均每炮时间 0.42分钟 1.97分钟 上表数据引用中国石油勘探开发研究院西北分院研究成果 项目指导意义 本项目将以预测反褶积压制多次波为例开展GPU与CPU协同并行运算技术的研究，同时分析GPU\CPU协同并行运算与CPU串行运算的计算效率和计算效果，其成果还将对其它方面的信息处理具有很好的指导意义。 中国海洋大学大学“国家大学生创新性实验计划”答辩材料 关键技术 1.九大模块并行程序编写： （1）FFT（快速付氏变换）并行算法； （2）矩阵乘积并行算法； （3）线性方程组数值求解的并行算法； （4）褶积计算的并行算法； （5）相关计算的并行算法； （6）时变带通滤波的并行算法； （7）时变脉冲反褶积的并行算法； （8）时变预测反褶积的并行算法； （9）时变带通滤波与反褶积的组合并行算法。 中国海洋大学大学“国家大学生创新性实验计划”答辩材料 关键技术 2.分析GPU\CPU协同并行运算效率，分析影响并行计算效率的主要环节，改进并行算法与程序，进一步提高GPU\CPU协同并行运算的效率； 中国海洋大学大学“国家大学生创新性实验计划”答辩材料  中国海洋大学大学“国家大学生创新性实验计划”答辩材料 中国海洋大学大学“国家大学生创新性实验计划”答辩材料 项目创新性 中国海洋大学大学“国家大学生创新性实验计划”答辩材料 1.GPU在高性能科学计算中的应用，是最近几年刚刚兴起的，以GPU作为开发工具完成软件处理平台，国内外都属于科研前沿范畴。 2.由于地球物理的复杂性和较高的软硬件要求，以GPU和地球物理相结合进行带有应用性软件平台开发的大学生创新计划在国内高校中尚属空白。 项目进度与安排 分为文献查阅、实验路线设计、程序编写、效果分析与程序优化、实际数据处理、撰写论文或研究报告、结题和答辩、成果推广或论文发表一共9个阶段 中国海洋大学大学“国家大学生创新性实验计划”答辩材料 具体安排 文献查阅:? 2011年08月--2011年09月 实验路线设计:? 2011年09月--2011年10月 资料获取和制定初步的实验方案。 程序编写:? 2011年10月--2012年02月 程序模模块