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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Paralleles Rechnen mit CUDA

CUDA (Compute Unified Device Architecture) ist eine von Nvidia entwickelte Architektur, welche eine Schnittstelle zwischen Programm-Code und Grafikkarten herstellt. So kann die besondere Bauweise der Grafikchips ausgenutzt werden. Simulationen erhalten somit eine erhebliche Beschleunigung. Eine GPU besitzt im Gegensatz zur CPU eine signifikant größere Anzahl an ALUs (Arithmetisch-logische Einheit), während Cache und Kontrollstrukturen auf dem Chip abgebaut wurden. Diese ALUs können gezielt von Programmcodes verwendet werden, um paralleles simulieren von Systemen zu ermöglichen. CUDA basiert auf der Programmiersprache C aber unterstützt aufgrund stetiger Verbesserungen seit 2006 eine Vielzahl von Programmiersprachen, wie z.B. C++, Fortran oder Python. Daher ist die Erstellung neuer Programme oder die Implementierung alter Codes, welche für serielle Berechnungen geschrieben wurden, unkompliziert.
In unserer Forschung benutzen wir GPU-unterstützte Berechnungen für Phasenfeld-Simulationen, z.B. für Simulationen der Bildung von Bainit in Stahl.

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