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三维交错网格有限差分地震波模拟的GPU集群实现
引用本文:龙桂华,赵宇波,李小凡,高琴,王周. 三维交错网格有限差分地震波模拟的GPU集群实现[J]. 地球物理学进展, 2011, 26(6)
作者姓名:龙桂华  赵宇波  李小凡  高琴  王周
作者单位:1. 中国科学院深圳先进技术研究院,深圳518055;中国科学院地质与地球物理研究所,北京100029;浙江大学地球科学系,杭州310027
2. 中国科学院深圳先进技术研究院,深圳,518055
3. 中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029
基金项目:国家自然科学基金,广东省自然科学基金
摘    要:有限差分实现简单、速度快,作为地震波场模拟一种有效数值方法,被广泛用于正演计算密集的波形反演和逆时偏移中.三维地震波正演模拟计算量大,一直以来制约着三维叠前逆时偏移和反演的工业化应用,GPU通用计算技术的产生及其内在的数据并行性有望改变这一现状.本文通过分析三维交错网格有限差分方法在GPU上的实施,利用片内共享存储器实现了三维地震波数值模拟的高效算法,取得了较单核CPU快79x~108x的加速比;通过区域分解技术将单GPU上不能计算的地质体模型沿Z轴方向进行粗粒度分解,采用消息传递接口交换边界数据,运用MPI+CUDA的方式实现了大尺度三维地震波场模拟,并着重分析了影响GPU并行计算效率的一些关键因素.大尺度三维地震波场模拟的加速实现,为促进叠前逆时偏移和波形反演技术的工业化转化提供了可能,因此具有重要的研究意义.

关 键 词:GPU  交错网格  有限差分  图形处理器  CUDA

Accelerating 3D Staggered-grid Finite-difference Seismic Wave Modeling on GPU cluster
LONG Gui-hua , ZHAO Yu Bo , LI Xiao-fan , GAO Qin , WANG Zhou. Accelerating 3D Staggered-grid Finite-difference Seismic Wave Modeling on GPU cluster[J]. Progress in Geophysics, 2011, 26(6)
Authors:LONG Gui-hua    ZHAO Yu Bo    LI Xiao-fan    GAO Qin    WANG Zhou
Abstract:
Keywords:
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