Разработка и реализация алгоритма расчета коагуляции в модели облаков со смешанной фазой с использованием технологии CUDA

К наиболее эффективным инструментам изучения конвективных облаков относится численное моделирование. Для увеличения точности прогноза желательно использовать модели со спектральным описанием микрофизических процессов со смешанной фазой (жидкой и ледяной). При применении таких моделей основная часть компьютерных ресурсов тратится на вычисление микрофизических процессов и в особенности процесса коагуляции. Одним из способов ускорения расчетов являются параллельные вычисления. Современные процессоры для обычных ПК имеют от 2 до 6 ядер, в отличие от видеокарт с несколькими сотнями ядер. Для распараллеливания на такое большое количество ядер требуются специальные алгоритмы. В настоящей статье описан алгоритм расчета коагуляции для модели со смешанной фазой. Представлен способ распараллеливания этого алгоритма для расчета на видеокарте с помощью технологии CUDA. Охарактеризован метод, позволяющий избежать одновременного (параллельного) обращения к ячейкам памяти из разных потоков. Приведенные результаты тестирования показывают существенное увеличение скорости расчета коагуляции. Библиогр. 7 назв.