近期，深圳北理莫斯科大學(xué)的一支科研團(tuán)隊(duì)取得了突破性進(jìn)展，他們借助NVIDIA CUDA編程技術(shù)，成功研發(fā)出一款名為PD-General的全新框架。該框架不僅在算法設(shè)計(jì)和內(nèi)存管理方面進(jìn)行了優(yōu)化，更是充分利用了GPU的大規(guī)模并行計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算效率的大幅提升。
據(jù)悉，這款新算法在一款普通的RTX 4070顯卡上進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)串行算法相比，新算法的速度提升了高達(dá)800倍；即便與最新的OpenMP并行算法相比，也實(shí)現(xiàn)了100倍的速度提升。尤為新算法并不需要依賴高性能的GPU芯片，這意味著它不會(huì)受到美國制裁的限制，普通的消費(fèi)級(jí)家用GPU就能滿足其運(yùn)行需求。
新算法在增強(qiáng)近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)（Peridynamics）計(jì)算效率方面展現(xiàn)出了巨大潛力。近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)作為一種前沿的非局部理論，能夠解決材料斷裂、損壞等復(fù)雜的物理問題，在航空、工程、軍事等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。然而，由于近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)的計(jì)算過程極為復(fù)雜，傳統(tǒng)模擬方法的效率往往不盡如人意。而新算法的出現(xiàn)，無疑為這一難題提供了有效的解決方案。
在實(shí)際應(yīng)用中，新算法的表現(xiàn)同樣令人矚目。在進(jìn)行涉及上百萬粒子的大規(guī)模模擬時(shí)，新算法完成4000步迭代所需的時(shí)間不到5分鐘。而在大規(guī)模2D單軸拉伸問題中，新算法更是僅用不到2分鐘就完成了695萬次單精度迭代。這些數(shù)據(jù)充分證明了新算法在計(jì)算效率方面的卓越表現(xiàn)。
新算法的廣泛應(yīng)用前景同樣值得期待。在航空與國防領(lǐng)域，它可以改進(jìn)航空器結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)力與失效模型，為飛行器的安全性和可靠性提供更有力的保障。在工程與制造領(lǐng)域，新算法能夠提升建筑與工業(yè)材料測(cè)試的效率，降低研發(fā)成本，加速新產(chǎn)品的上市速度。在軍事研究領(lǐng)域，新算法還能加快防御性材料的抗沖擊研究，為國防安全貢獻(xiàn)力量。
