FRED^MPC是Photon Engineering公司持續投入利用GPU技術的成果。它能快速以及精確地進行輻射測量和光機系統光線追跡和分析。

 

GPU硬件技術中，NVIDIA是業界領先者，在單個工作站中，允許數千個并行運行的處理單元。GPU硬件（和軟件）發展迅速，可伸縮性強，與基于分布式CPU的網絡相比，成本相對較低。通過簡單地添加或升級PC中的GPU，使用FRED ^MPC進行光線追跡和分析，可以比使用傳統多線程CPU快幾個數量級。

 

 

CPU上的FRED模型通過模型轉換步驟映射到GPU上的等效代碼

 

從程序結構的角度來看，利用GPU就得要求FRED中的每個功能在源代碼庫中都有兩個版本；一個版本是專門為CPU編寫的，一個版本是專門為GPU編寫的。當發出使用GPU的請求時，CPU上的FRED模型通過轉換器傳遞，該轉換器將每個FRED特性映射到其等效GPU版本。這種結構的結果是，每個需要GPU支持的FRED功能都必須用專門的GPU代碼完全重寫。然而，對于給定的FRED ^MPC版本，并非所有的FRED功能都將具有GPU計算。隨著Photon Engineering公司持續對GPU代碼的開發，FRED ^MPC的功能將會隨著每一次版本更新而擴展。

 

 

非常快？

 

 

FRED^MPC是否會為我的工作效力？

 

? 你是否在追跡龐大數量的光線？

? 你是否經常計算幾天幾夜？

? 你的模型是否是由幾千個表面所組成的

如果是的話，那么FRED^MPC可能是很有用的。問題是：你的時間多值錢？

FRED^MPC正在不斷開發，每個版本都將添加新功能。為了幫助確定FRED^MPC是否適合您的分析需求，下表列出了當前版本的重要限制。

1. 相干場傳輸

現在FRED^MPC不支持相干場傳輸

2. 偏振

FRED^MPC不支持偏振光線追跡或者偏振分析

3. 數值精度

GPU光線追跡當前是單（浮點）精度，而CPU光線追跡是雙精度。這種限制的影響部分取決于系統的規模和結構。比如，由于單精度光線追跡，長傳輸距離或具有許多交叉點的系統可能更容易受到誤差疊加的影響。

并非所有FRED功能都可以用GPU精確實現，這取決于在GPU上表示的結構，可以創建近似的結構。

4. 光線追跡路徑

可以根據請求追跡光線路徑數據，并指定用戶指定的每個路徑的最大事件數。路徑數據將在光線追跡路徑表和雜散光報告中儲存。目前尚無能力支持基于路徑的光線選擇（例如，特定光線路徑上的光線的輻照度）或路徑重繪。

5. 腳本

當文檔被推到GPU時，腳本化的表面、材料、膜層等將被近似。FRED^MPC光線追跡和分析功能可以使用FRED的腳本語言執行，但不會在GPU上編譯或運行任何腳本。

 

硬件需求

 

FRED^MPC不是一個獨立的產品，它是我們的FRED光學工程軟件的一個版本，允許使用GPU執行光線生成，光線追跡和分析。除GPU功能外，FRED^MPC License還可以訪問FRED Standard和FRED Optimum的所有CPU功能。使用FRED ^MPC License中包含的CPU功能時，應考慮以下PC配置選項：

 

? FRED只運行在Windows上，我們推薦win10

? FRED Standard在多達17個線程上執行多線程計算，而FRED Optimum最多支持63個線程。FRED不會使用任何超過FRED版本限制的線程。

? FRED的許多組件（例如BASIC腳本計算和模型更新）不是多線程的。因此，有一個高速處理器是很有用的。在許多情況下，與較大數量的慢速CPU相比，較低數量的快速CPU的性能更好（例如16核3.2GHz vs. 24核2.4GHz）。

? 我們建議使用16 GB+ RAM，以避免在使用大型光線追跡時可能發生的緩存溢出情況。

? 有時, 無法避免緩沖（例如，當需要追跡超過可用RAM所能處理的光線時）。因此，具有高磁盤I/O的系統是有好處的。另外推薦使用固態硬盤（SSD）。

 

GPU要求

 

FRED^MPC需要一個或多個具有3.1或更高計算能力的本地NVIDIA GPU。軟件支持多個并行操作的GPU板。

下圖顯示了已成功用FRED^MPC進行測試的各種GPU主板的相對性能，其中GeForce GTX 1050 Ti作為參考，為每個顯卡提供相對性能范圍，以說明在基準測試期間觀察到的結果范圍（即一些FRED模型追跡光線比其他模型更快）。例如，Quadro GV100上的基準文件執行速度比GeForce GTX 1050 Ti上的相同文件快2.4到12.6倍。所選GPU的當前價格在圖表下側顯示。