Параллельные алгоритмы матричного умножения и матричной экспоненты, основанные на асинхронных обменах данными между несколькими графическими ускорителями, и их применение для решения нестационарного уравнения ШредингераParallel matrix multiplication and matrix exponent algorithms based on asynchronous data transfers between several graphics accelerators, and their application to solve the non-stationary Schrödinger equation
Соискатель:
Руководитель:
Члены комитета:
Щур Лев Николаевич (Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», д. ф.-м. н., председатель комитета), Куликов Игорь Михайлович (Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения Российской академии наук ИВМиМГ СО РАН, д. ф.-м. н., член комитета), Мальковский Сергей Иванович (Вычислительный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук, к. т. н., член комитета), Мееров Иосиф Борисович (Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского (ННГУ) , к. т. н., член комитета), Хохлов Николай Игоревич (Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), д. ф.-м. н., член комитета)
Диссертация принята к предварительному рассмотрению:
6/11/2024
Диссертация принята к защите:
6/18/2024
Дисс. совет:
Совет по инженерным наукам и прикладной математике
Дата защиты:
9/17/2024
В работе представлен разработанный алгоритм матричного произведения на нескольких ГПУ с асинхронным наложением вычислений и коммуникации. Для данного алгоритма построена теоретическая модель прогнозирования оптимального размера блоков, при котором программа показывает наилучшую производительность на конкретном типе аппаратного обеспечения. Представлен анализ результатов вычислительных экспериментов на разных типах серверов с ГПУ ускорителями. Разработан алгоритм матричной экспоненты на нескольких ГПУ методом расчета суммы ряда Тейлора на основе разработанного алгоритма матричного произведения. На основе предложенного алгоритма матричной экспоненты разработана программа решения одномерного нестационарного уравнения Шредингера, с использованием которой была рассмотрена модель колебаний двухатомного молекулярного иона водорода с одним электроном.
Диссертация [*.pdf, 3.91 Мб] (дата размещения 7/4/2024)
Резюме [*.pdf, 792.93 Кб] (дата размещения 7/4/2024)
Summary [*.pdf, 784.26 Кб] (дата размещения 7/4/2024)
Публикации, в которых излагаются основные результаты диссертации
GPU-Accelerated Matrix Exponent for Solving 1D Time-Dependent Schrödinger Equation (смотреть на сайте журнала)
Multi-GPU GEMM Algorithm Performance Analysis for Nvidia and AMD GPUs Connected by NVLink and PCIe (смотреть на сайте журнала)
Tuning of a Matrix-Matrix Multiplication Algorithm for Several GPUs Connected by Fast Communication Links (смотреть на сайте журнала)
Отзывы
Отзыв научного руководителя
- Отзыв Стегайлова Владмимира Владимировича (дата размещения 6/13/2024)
Отзыв члена Комитета
- отзыв председателя Комитета Щура Л.Н. (дата размещения 9/2/2024)
- отзыв члена Комитета Мальковского С.И. (дата размещения 9/2/2024)
- отзыв члена Комитета Меерова И.Б. (дата размещения 9/2/2024)
- отзыв члена Комитета Хохлова Н.И. (дата размещения 9/2/2024)
- отзыв члена Комитета Куликова И.М. (дата размещения 9/2/2024)
Сведения о результатах защиты:
Комитет по диссертации рекомедовал диссертационному совету присудить ученую степень кандидата наук (Протокол №2 от 17.09.2024). Решением диссертационного совета присуждена ученая степень кандидата наук по прикладной математике (Протокол № 29 от 30.09.2024 г.)