ارزیابی قابلیت سختافزار FPGA بهعنوان راهکاری جدید در تسریع محاسبات عددی حل مساله لاپلاس | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Article 9, Volume 17, Issue 1, 1396, Pages 67-74 PDF (1.32 M) | ||
| Authors | ||
| عباس ابراهیمی* 1; محمد زندسلیمی2 | ||
| 1استادیار دانشکده مهندسی هوافضای دانشگاه شریف | ||
| 2دانشجو | ||
| Abstract | ||
| امروزه کاهش زمان محاسبات عددی از چالشهای اصلی در شبیهسازی مسایل واقعی سیالاتی بهشمار میرود. حل عددی معادلات دیفرانسیل در بستر سختافزارهای سنتی مانند سی.پی.یو و جی.پی.یو. براساس پیادهسازی نرمافزاری هستند. در این مقاله قابلیت سختافزار اف.پی.جی.ای بهعنوان راهکاری جدید برای حل عددی معادلات دیفرانسیل در دینامیک سیالات محاسباتی ارزیابی شدهاست. سختافزاری اف.پی.جی.ای میتواند حل معادلات را از حالت سری خارج کرده و موازیسازی آنها را براساس پیادهسازی سختافزاری انجام دهد. اف.پی.جی.ای یک مدار تجمعی از بلوکهای منطقی است و طراحی آن به شکلی انجام شده است که ساختار آن (عملکرد بلوکهای منطقی و اتصالات و سیمکشی بین آنها) بعد از تولید سختافزار، قابل پیکربندی دوباره است. به این ترتیب میتوان مدارهای بسیار پیچیده را با استفاده از برنامهریزی این سختافزار با اهداف مختلف تولید کرد. برای قابلیتسنجی این سختافزار، حل عددی معادله لاپلاس بهعنوان نمونهای از مسایل سیالاتی روی یک اف.پی.جی.ای خاص پیادهسازی شده و نتایج حل عددی آن با نتایج گرفتهشده از برنامهی کامپیوتری روی سی.پی.یو مقایسه شدهاست. نتایج محاسبات حاکی از تسریع حدود چهار برابر برای دقت مضاعف و تسریع تا بیست برابر برای دقت تکی در مقایسه با حل روی سختافزار سی.پی.یو است بهگونهای که دقت حل نیز کاهش پیدا نکرده است. برای تعیین درستی نتایج از نظر زمان و دقت، از حلهای عددی و تحلیلی مختلفی استفاده شده است. | ||
| Keywords | ||
| سختافزار قابل برنامهریزی; محاسبات عددی; دینامیک سیالات محاسباتی; زبان توصیف سختافزار; تسریع محاسبات عددی | ||
|
Statistics Article View: 484 PDF Download: 533 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,217 |
| Number of Articles | 25,163 |
| Article View | 29,794,214 |
| PDF Download | 18,784,334 |