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片上P/G网求解算法及其GPU上的并行化
  • ISSN号:1003-9775
  • 期刊名称:《计算机辅助设计与图形学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP391.9[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]北京科技大学自动化学院,北京100083, [2]北京师范大学信息科学与技术学院,北京100875
  • 相关基金:国家自然科学基金(61274033,61271198,61301146);国家“八六三”高技术研究发展计划(2009AA012126).
中文摘要:

为了得到片上电源线/地线网络(P/G网)快速而准确的求解算法,根据结构化供电网的局部性效应,重新分析了连续过松弛迭代法(SOR)和变向隐含迭代法(ADD在P/G网中的求解效率及并行性,提出了利于GPU加速的并行算法:G-RBSOR和G-ADI.它们均采用规则的数据结构,以利于GPU并行读写数据,并采用合并归约来并行计算迭代结束标志位.为了避免GPU计算的数据冲突,G-RBSOR算法采用棋盘格方式对电路节点进行红黑分类,并对红黑节点进行交错松弛.实验结果表明,在不损失精度的前提下,与各自对应的CPU串行算法相比,O-RBSOR和G-ADI算法均取得了超过50倍的加速效果;与高效的P/G分析串行求解算法ICCG相比,也取得了超过5倍的加速效果.

英文摘要:

In order to study fast and accurate algorithms for power/ground network (P/G network) analyses, based on the locality effect of structure P/G networks, this work rethinks the efficiency and parallelism of successive over relaxation (SOR) algorithm and alternating direction implicit (ADI) algorithm. And then it proposes the optimized GPU-friendly parallel algorithms: G_RBSOR and G_ ADI. The algorithms both use the regular data structure to facilitate GPU parallel data reading/ writing. And they both use the merging reduction technique for GPU parallel computing to fast calculate the iteration-ending flags, too. Furthermore, in order to avoid the data collision in GPU parallel calculating, G_RBSOR uses the checkerboard strategy to classify all P/G network nodes into red and black groups and then, relax red nodes and black nodes step-by-step. Experimental results show that without any precision penalty, G_RBSOR and G_ADI algorithms can achieve more than 50X speedup over their serial CPU counterparts. In comparison with the efficient serial algorithm ICCG, both can also achieve more than 5X speedup.

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期刊信息
  • 《计算机辅助设计与图形学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国计算机学会
  • 主编:鲍虎军
  • 地址:北京2704信箱
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jcad@ict.ac.cn
  • 电话:010-62562491
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-9775
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2925/TP
  • 邮发代号:82-456
  • 获奖情况:
  • 第三届国家期刊奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24752