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J-GLOBAL ID：201102234895079210   整理番号：11A0910665

Graphic Processing Unitによる弾性波動シミュレーションの高速化

Acceleration of computation speed for elastic wave simulation using a Graphic Processing Unit

著者 (3件)： NAKATA Norimitsu (Kyoto Univ., Kyoto, JPN) ,  TSUJI Takeshi (Kyoto Univ., Kyoto, JPN) ,  MATSUOKA Toshifumi (Kyoto Univ., Kyoto, JPN)
資料名： 物理探査  (Geophysical Exploration)
巻： 64  号： 1  ページ： 98-104  発行年： 2011年02月 
JST資料番号： G0069A  ISSN： 0912-7984  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 物理探査において,波動シミュレーションは,地下を伝播する波動場を把握するための重要なツールとなっている。通常,我々が対象としているのは弾性場であるため,音響波動計算よりも剪断成分も計算することのできる弾性波動計算の方が,より正確なシミュレーションが可能となる。しかし計算時間の制約などから,音響波動計算が用いられることが多い。そこで,我々はGraphic Processing Unit(GPU)を用いて,弾性波動シミュレーションの高速化を提案する。GPUは通常,画像データを扱っている計算ユニットであり,多数のプロセッサと高速なメモリを搭載していることが特徴である。我々の使用したNVIDIA社製Tesla C1060では,240個のプロセッサと102GB/secの帯域速度のメモリが搭載されている。このGPUを科学計算に用いることで,巨大な並列計算環境を容易に構築することができる。我々は,2次元と3次元の弾性波動計算を,スタッガードグリッドを用いた有限差分法によって計算した。我々のシミュレータはGPUボード上のメモリを効率的に用いることにより,通常のCPUを用いた計算と比べて2次元では14倍,3次元では6倍の計算速度を実現した。また,より大きな領域の計算に対応するため,3枚のGPUを用いた計算を行い,3次元で10倍の計算速度を実現した。このシミュレータを用いることで,500×500×250グリッドの弾性波動計算を,十分な精度を保ったまま,1時間以内で完了することができることが示された。(著者抄録)

シソーラス用語： *地震探査 ,  *弾性波 ,  音波 ,  シミュレーション ,  格子 ,  差分法 ,  マイクロプロセッサ ,  専用プロセッサ
準シソーラス用語： GPU【プロセッサ】 ,  スタガード格子 ,  音響波動 ,  数値シミュレーション ,  弾性波動 ,  有限差分法

分類 (1件)： 地震探査  (DE10030B)

引用文献 (18件)：

• ABDELKHALEK, R. Fast seismic modeling and reverse time migration on a GPU cluster. Proceedings of the 2009 High Performance Computing & Simulation-. 2009, 36-43
• CHANDRA, R. Parallel programming in OpenMP. 2000
• CERJAN, C. A nonreflecting boundary condition for discrete acoustic and elastic wave equations. Geophysics. 1985, 50, 705-708
• CERVENY, V. Seismic ray theory. 2001
• GRAVES, R. W. Simulating seismic wave propagation in 3D elastic media using staggered-grid finite differences. Bulletin of the Seismological Society of America. 1996, 86, 1091-1106

タイトルに関連する用語 (3件)： 弾性波動 ,  シミュレーション ,  高速化