NVIDIA GPU科学计算性能飞跃：中国研发创新算法提速800倍
中国科技巨头NVIDIA GPU实现科学计算飞速突破：研发创新算法速度提速800倍
2月4日消息，据报道，中国科研人员研发出一种创新的高效算法，能够显著提高NVIDIA消费级GPU在科学计算方面的性能，提升幅度最高可达800倍！
该算法由深圳北理莫斯科大学的研究团队开发，这所大学是由北京理工大学与莫斯科国立罗蒙诺索夫大学共同创办的。
新的算法增强了近场动力学(Peridynamics)的计算效率，这是一种前沿的非局部理论，可以解决材料断裂、损坏等复杂的物理问题，广泛用于航空、工程、军事等领域。
但是，近场动力学的运算相当繁琐，采用常规仿真手段难以达到高效的处理效果。
深圳北理莫斯科大学的研究团队利用NVIDIA CUDA编程技术，开发了一个名为PD-General的新框架。该框架不仅优化了算法设计和内存管理，还充分发挥了GPU在大规模并行计算方面的优势。这一进展展示了高校研究机构在推动前沿科技发展方面的潜力，同时也为相关领域的研究人员提供了新的工具和思路。未来，期待看到更多基于此类创新技术的应用成果，以进一步提升科研效率和质量。
在一块普通的RTX4070显卡上，新的算法相比传统的串行算法速度提升了惊人的800倍，而与最新的OpenMP并行算法相比，速度提升也达到了100倍。 这种性能上的巨大飞跃不仅展示了硬件技术的进步，更体现了软件优化所带来的惊人效果。这样的提升意味着在图像处理、数据分析等领域，我们将能够以更快的速度处理更复杂的问题。此外，对于普通用户而言，这意味着他们可以享受到更流畅、更高效的计算体验，而无需投入过多的成本升级硬件。未来，我们有理由期待更多的创新算法能进一步挖掘现有硬件的潜力，推动整个行业的快速发展。
在涉及上百万粒子的大规模模拟中，新算法完成4000步迭代所需的时间还不到5分钟。
在处理大规模2D单轴拉伸问题时，新算法仅耗时不到2分钟，便完成了695万次单精度迭代。
新算法拥有广阔的应用前景，包括但不限于：
在航空与国防领域，我们正在不断努力改进航空器结构材料的应力与失效模型。这一领域的研究不仅关乎飞行安全，还直接影响到军事装备的可靠性和作战效能。随着技术的进步，我们需要更加精确地预测材料在极端条件下的行为，以确保航空器能够在最恶劣的环境中依然保持稳定和安全。这需要跨学科的合作，结合材料科学、工程力学以及计算机模拟等多方面的知识。我相信，通过持续的研究和创新，我们可以开发出更先进的模型，从而提升航空器的安全性和耐用性，为未来的航空和国防事业奠定坚实的基础。
－ 工程与制造领域：提升建筑与工业材料测试的效率。
－ 军事研究：加快防御性材料的抗冲击研究。
这一算法的独特之处在于它并不依赖于高性能的GPU芯片，因此不会受到美国制裁的影响。只需要一般的家用消费级GPU便能够顺利运行。这无疑为许多受限于硬件条件的研究团队和个人提供了极大的便利，使得更多人能够参与到相关的研究与应用开发中来。 这样的技术突破不仅降低了参与门槛，还可能加速相关领域的发展进程。对于全球范围内的科研人员来说，这是一个非常令人振奋的消息，意味着他们可以更加自由地探索新技术，而无需担心硬件上的限制。
如果能迁移支持国产GPU硬件，那就更完美了！