Implementação paralela do algoritmo Barnes-Hut para simulação do problema N-Corpos usando um número arbitrário de GPU’s

Meurer, Bruno Belenda

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/13430

Type:	Trabalho de conclusão de graduação
Title:	Implementação paralela do algoritmo Barnes-Hut para simulação do problema N-Corpos usando um número arbitrário de GPU’s
Author(s)/Inventor(s):	Meurer, Bruno Belenda
Advisor:	Rossetto, Silvana
Abstract:	O problema N-corpos é o problema referente à previsão do comportamento de corpos individuais dentro de um sistema dinâmico onde todos os corpos interagem entre si. Ele aparece em diferentes áreas de estudo, desde a simulação das interações entre corpos de gigantesca escala, como corpos celestes (planetas, estrelas, galáxias), até escalas microscópicas como pequenas partículas. Trata-se de um problema que normalmente requer grande esforço computacional para ser resolvido e, devido a isso, diversos algoritmos foram desenvolvidos ao longo dos anos para reduzir o tempo de processamento necessário. Entre eles está o algoritmo de Barnes-Hut, que realiza aproximações dos corpos que estão sendo calculados de modo a agrupá-los e minimizar os cálculos realizados. Nos últimos anos, com a disponibilização das unidades de processamento gráfico (GPUs) para execução paralela de algoritmos de propósito geral, várias soluções de paralelização do problema de N-Corpos foram propostas para essa nova plataforma. Neste trabalho, estendemos uma implementação paralela do algoritmo de Barnes-Hut para GPU, permitindo o uso de um número arbitrário de GPU’s. Avaliamos o comportamento do programa a cada GPU que adicionamos, testando com até 4 GPU’s simultaneamente. Observamos que os resultados positivos obtidos estão de acordo com nossas expectativas, onde identificamos que a aceleração inicialmente se aproxima do máximo teórico, porém, à medida que se aumenta o número de GPU’s, o custo de gerenciamento cresce, reduzindo o ganho de aceleração.
Keywords:	Problemas de n-corpos Algoritmos para processamento Computação gráfica
Subject CNPq:	CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::TEORIA DA COMPUTACAO::ANALISE DE ALGORITMOS E COMPLEXIDADE DE COMPUTACAO
Production unit:	Instituto de Computação
Publisher:	Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date:	16-Jul-2020
Publisher country:	Brasil
Language:	por
Right access:	Acesso Aberto
Appears in Collections:	Ciência da Computação

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