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基于计算统一设备架构的高铁故障诊断方法

计算机应用 2015年第10期35卷 2819-2823页

作者：陈志李天瑞李明杨燕西南交通大学信息科学与技术学院成都611756

为解决传统高铁振动信号故障诊断方法速度慢、难以满足实时处理的要求,提出一种基于计算统一设备架构(CUDA)加速的高铁振动信号故障诊断方法。首先利用CUDA架构对高铁数据进行经验模态分解(EMD),进而计算分解所得到的各个分量的模糊熵,... 详细信息

为解决传统高铁振动信号故障诊断方法速度慢、难以满足实时处理的要求,提出一种基于计算统一设备架构(CUDA)加速的高铁振动信号故障诊断方法。首先利用CUDA架构对高铁数据进行经验模态分解(EMD),进而计算分解所得到的各个分量的模糊熵,最后利用最近邻分类(KNN)算法对多个模糊熵特征组成的特征空间进行故障分类。实验结果表明,该方法能高效地对高铁振动信号进行故障分类,运行速度较传统方法有明显提高。

关键词：故障诊断计算统一设备架构经验模态分解模糊熵最近邻分类算法

基于计算统一设备架物Fortran的直接模拟蒙特卡洛方法并行优化

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上海交通大学学报 2013年第8期47卷 1198-1204页

作者：严立戴欣怡陈佳洛王平阳欧阳华上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

利用基于图形处理器(GPU)的计算统一设备架构(CUDA)Fortran编程平台,对直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法进行并行优化,并以高超声速气动热计算为例,考察了串行与并行计算速度以及不同仿真分子数对并行效率的影响.结果表明,在保证计算精度不... 详细信息

利用基于图形处理器(GPU)的计算统一设备架构(CUDA)Fortran编程平台,对直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法进行并行优化,并以高超声速气动热计算为例,考察了串行与并行计算速度以及不同仿真分子数对并行效率的影响.结果表明,在保证计算精度不变的情况下,程序取得了4～10倍的加速比,并且加速性能高低与计算规模大小成正比.

关键词：直接模拟蒙特卡洛 Fortran 图形处理器计算统一设备架构气动热

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耗散粒子动力学GPU并行计算研究

物理学报 2014年第10期63卷 307-314页

作者：林晨森陈硕李启良杨志刚同济大学航空航天与力学学院上海200092 同济大学上海地面交通工具风洞中心上海201804

研究了耗散粒子动力学基于计算统一设备架构的图形处理器(GPU)并行计算的实施.对其中涉及的算法映射模型、Cell-List法数组的并行化更新、随机数生成、存储器访问优化、负载平衡等进行了详细的讨论.进一步模拟了Poiseuille流动和突扩突... 详细信息

研究了耗散粒子动力学基于计算统一设备架构的图形处理器(GPU)并行计算的实施.对其中涉及的算法映射模型、Cell-List法数组的并行化更新、随机数生成、存储器访问优化、负载平衡等进行了详细的讨论.进一步模拟了Poiseuille流动和突扩突缩流动,从而验证了GPU计算结果的正确性.计算结果表明,相对于基于中央处理器的串行计算,在耗散粒子动力学中实施GPU并行计算可以获得约20倍的加速比.

关键词：耗散粒子动力学计算统一设备架构图形处理器并行计算

CPU-GPU异构计算环境下的并行T近邻谱聚类算法

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计算机研究与发展 2015年第11期52卷 2555-2567页

作者：张帅李涛焦晓帆王艺峰杨愚鲁南开大学计算机与控制工程学院计算机科学与信息安全系天津300071

谱聚类是数据挖掘领域最常用的聚类算法之一,但对于如何利用多核CPU与资源有限的众核加速器设计并实现一个在异构单节点上能够处理大规模数据集的高效谱聚类算法,目前尚无理想的解决方案.PSCH（parallel spectral clustering for hybrid... 详细信息

谱聚类是数据挖掘领域最常用的聚类算法之一,但对于如何利用多核CPU与资源有限的众核加速器设计并实现一个在异构单节点上能够处理大规模数据集的高效谱聚类算法,目前尚无理想的解决方案.PSCH（parallel spectral clustering for hybrids）算法是专为CPU-GPU异构计算环境设计的并行T近邻（T-nearest-neighbors,TNN）谱聚类算法,通过分块计算相似性矩阵打破了GPU设备内存的限制,所能处理的数据集规模仅受限于CPU主存的容量.PSCH算法中使用CUDA设计实现双缓冲轮转4段流水机制,通过重叠计算与传输在打破存储瓶颈的同时保证了高计算性能.PSCH算法采用隐式重启动Lanczos方法（implicitly restarted Lanczos method,IRIM）在异构硬件上计算稀疏特征矩阵的特征分解,减轻了特征分解步骤的计算瓶颈.PSCH算法在配有一块GTX 480GPU的单节点上能够对百万以上规模的数据集进行聚类,并对实验中的4个数据集取得了相对于使用16进程的MPI并行谱聚类PSC算法2.0~4.5倍的性能.

关键词：谱聚类 T近邻 CPU-GPU异构计算计算统一设备架构 OpenMP

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基于GPU的MD6算法快速实现

北京工业大学学报 2010年第5期36卷 640-645,650页

作者：李立新叶剑余洋信息工程大学电子技术学院郑州450004

安全散列算法(SHA)已经被广泛地应用于电子商务等信息安全领域.为了满足安全散列算法计算速度的需要,本文通过对SHA-3算法的候选算法——MD6算法的并行性分析,在GPU平台上快速实现了MD6算法,其最快实现速度是CPU速度的5倍,为快速高效的... 详细信息

安全散列算法(SHA)已经被广泛地应用于电子商务等信息安全领域.为了满足安全散列算法计算速度的需要,本文通过对SHA-3算法的候选算法——MD6算法的并行性分析,在GPU平台上快速实现了MD6算法,其最快实现速度是CPU速度的5倍,为快速高效的实现安全散列算法提供了有效的途径.

关键词：图形处理器 SHA算法 MD6算法线程构建模块计算统一设备架构

运动模糊视频图像在图形处理器平台上的实时恢复

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光学精密工程 2010年第10期18卷 2262-2268页

作者：王晶李仕中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 杭州电子科技大学图形图像研究所浙江杭州310018

提出了一种图形处理器优化编程方法,用于实现运动模糊视频图像的实时恢复处理。根据计算统一设备架构(CUDA)的硬件框架特征对GPU的线程块及线程数量进行优化配置,并引入了一种自动内存接合访问的方法,使得GPU的硬件资源得到充分利用。... 详细信息

提出了一种图形处理器优化编程方法,用于实现运动模糊视频图像的实时恢复处理。根据计算统一设备架构(CUDA)的硬件框架特征对GPU的线程块及线程数量进行优化配置,并引入了一种自动内存接合访问的方法,使得GPU的硬件资源得到充分利用。根据图像频谱的对称性去除冗余信息,减少了图像算法在频谱滤波时的数据量,使得GPU对内存的访问次数下降,从而提升了算法效率。实验表明,本文提出的GPU方案的计算性能比传统的CPU平台方案提升了一个数量级,半频谱滤波设计使总时间开销减少20%以上,实验结果证明了本文方案的可行性及有效性。

关键词：视频图像图像恢复图形处理器计算统一设备架构优化编程

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基于GPU的约束网络模型和并行弧相容算法

计算机研究与发展 2017年第3期54卷 514-528页

作者：李哲李占山李颖吉林大学计算机科学与技术学院长春130012 符号计算与知识工程教育部重点实验室(吉林大学) 长春130012

弧相容算法是约束满足问题的基本压缩求解空间算法之一,很多优秀的高级算法都以高性能的弧相容算法作为核心.近年来,以GPU为计算工具加速并行计算被用来尝试解决许多问题.基于GPU和基本的并行算法,提出一种适合GPU运算的约束网络表示模... 详细信息

弧相容算法是约束满足问题的基本压缩求解空间算法之一,很多优秀的高级算法都以高性能的弧相容算法作为核心.近年来,以GPU为计算工具加速并行计算被用来尝试解决许多问题.基于GPU和基本的并行算法,提出一种适合GPU运算的约束网络表示模型N-E,给出其生成算法BuildNE.结合细粒度的弧相容算法——AC4,基于N-E模型提出AC4的并行化算法AC4^(GPU)与改进算法AC4^(GPU)+,使弧相容算法得以扩展到GPU上执行.实验结果验证了该算法的可行性,与AC4算法的比较,其在一些规模较小的问题上取得了10%~50%的加速,在一些规模较大的问题上则加速1~2个数量级.为今后进一步在GPU上以并行形式解决其他约束满足问题提供了一种核心算法方案.

关键词：人工智能约束满足问题弧相容图形处理器计算统一设备架构

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实时模拟固体燃烧现象

计算机辅助设计与图形学学报 2011年第1期23卷 11-20页

作者：朱鉴鲍凯常元章柳有权吴恩华澳门大学科技学院电脑与资讯科学系电脑图形及多媒体实验室中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 长安大学信息工程学院计算机科学系西安710064

为了模拟固体燃烧时产生的火焰及其伴随的物质分解过程,提出一个实时的燃烧模型.为了在模拟速度和视觉效果间取得一个很好的折中,采用一套混合的网格模拟系统;整个空间的热传导过程在一个统一的框架下模拟,因此能够很好地耦合动态的火... 详细信息

为了模拟固体燃烧时产生的火焰及其伴随的物质分解过程,提出一个实时的燃烧模型.为了在模拟速度和视觉效果间取得一个很好的折中,采用一套混合的网格模拟系统;整个空间的热传导过程在一个统一的框架下模拟,因此能够很好地耦合动态的火焰和燃烧的固体.提出了一个改进的燃面更新方案以及一个新的固体表面纹理映射算法,能够生成逼真的结果.还提出了一系列提高模型效率的加速算法.最终实时地模拟出了真实感的固体燃烧现象.

关键词：基于物理的火焰模拟物质分解移动网格 MarchingCubes 计算统一设备架构

GPU加速的基于增量式聚类的视频拷贝检测方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2010年第3期22卷 449-456页

作者：任化敏张勇东林守勋中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 北京中医药大学信息中心北京100029

为有效地保护版权,提高大规模视频集的拷贝检测速度,提出一种完全实现在GPU上的基于增量式聚类的拷贝检测方法.对数据库中新增加的视频,首先调用GPU上的硬件解码单元对视频流解码,以实时的速度提取高维SIFT特征点;然后对特征点进行增量K... 详细信息

为有效地保护版权,提高大规模视频集的拷贝检测速度,提出一种完全实现在GPU上的基于增量式聚类的拷贝检测方法.对数据库中新增加的视频,首先调用GPU上的硬件解码单元对视频流解码,以实时的速度提取高维SIFT特征点;然后对特征点进行增量K-means聚类,以动态地反映数据库的变化,并根据聚类结果更新视觉关键词词典;再将每帧表示成归一化的词频向量;最后使用基于帧级别词频向量的时空顺序匹配法来判定查询视频是否为数据库中视频的拷贝.实验结果表明,该方法比原有的CPU实现方法整体提速最高达63倍.

关键词：拷贝检测增量聚类视觉关键词图形处理器计算统一设备架构