Científicos chinos, en colaboración con rusos, han desarrollado un algoritmo de cálculo que mejora drásticamente el rendimiento de las tarjetas gráficas NVIDIA en cálculos científicos e industriales.
Investigadores de la Universidad de Shenzhen MSU-BIT y el Instituto de Tecnología de Pekín, en colaboración con científicos rusos (Universidad Estatal de Moscú), han desarrollado un algoritmo que puede mejorar considerablemente la eficiencia de los cálculos peridinámicos — una teoría no local utilizada para modelizar la resistencia y fractura de los materiales. Puede acelerar hasta 800 veces el cálculo de simulaciones de materiales.
La peridinámica se utiliza ampliamente para predecir el fallo de materiales en aplicaciones aeroespaciales, de ingeniería civil y militares. Sus algoritmos tradicionales requieren importantes recursos informáticos, por lo que la investigación a gran escala resulta lenta y poco práctica. La profesora asociada Yang Yang y su equipo han resuelto este problema utilizando la tecnología CUDA de NVIDIA para optimizar el diseño de los algoritmos y la gestión de la memoria.
Su marco PD-General ha conseguido multiplicar por 800 la velocidad de cálculo de Tarjetas gráficas NVIDIA RTX 4070 en comparación con los programas secuenciales tradicionales y una mejora del rendimiento de 100 veces en comparación con los programas paralelos OpenMP. En una simulación a gran escala con millones de partículas, PD-General completó 4.000 pasos iterativos en cinco minutos. En problemas bidimensionales de tracción uniaxial a gran escala, procesó 69,85 millones de iteraciones en menos de dos minutos con precisión de un solo eje.
La mayor eficiencia computacional permite a los investigadores realizar simulaciones con tarjetas gráficas de consumo en lugar de depender de costosos clusters informáticos de alto rendimiento. Esto tiene amplias implicaciones para los sectores que requieren análisis detallados de materiales, como el militar y el aeroespacial, la construcción y el desarrollo industrial, entre otros.
La posibilidad de ejecutar simulaciones de alto rendimiento en tarjetas gráficas asequibles ayudará a chinos y rusos a eludir la competencia sanciones impuestas al suministro de ordenadores potentes países occidentales. Para Ucrania, esto significa mejorar las capacidades de Rusia en el desarrollo de tecnologías militares.
El estudio se publicó en la revista china Journal of Computational Mechanics en enero de 2025. Los investigadores creen que un mayor desarrollo ayudará a mejorar los cálculos en otras aplicaciones científicas e industriales.
Fuentes: SCMP, Tom`s Hadware
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