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精通 GPU 并行編程（CUDA）：硬件與軟件 - 最近更新時(shí)間：2025 年 - 語言：英語 + 字幕 - 課時(shí)：50講，共 20小時(shí) - 文件大?。?5GB 2.

當(dāng)時(shí)，并行計(jì)算意味著昂貴的大型機(jī)器、FORTRAN 和批處理作業(yè)，在交互式的 Mathematica 筆記本上實(shí)驗(yàn)不同的并行模式是相當(dāng)令人滿意的，在本地網(wǎng)絡(luò)上的多臺機(jī)器進(jìn)行計(jì)算， 能夠并行地進(jìn)行函數(shù)編程，并并行地使用符號表達(dá)式和任意精度的算法。很多人對此表示很驚訝，他們認(rèn)為并行化是一件非常復(fù)雜的事情，需要超級計(jì)算機(jī)和大量資金，以及相當(dāng)大的問題，才值得。

選擇序列編程 在生產(chǎn)實(shí)際中，對具有多流程的工作，要進(jìn)行流程選擇或者分支選擇。即一個(gè)控制流可能轉(zhuǎn)入多個(gè)可能的控制流中的某一個(gè)，但不允許多路分支同時(shí)執(zhí)行。到底進(jìn)入哪一個(gè)分支，取決于控制流前面的轉(zhuǎn)移條件哪一個(gè)為真。 并行序列編程 在許多實(shí)例中，一個(gè)順序控制狀態(tài)流必須分成兩個(gè)或多個(gè)不同分支的控制狀態(tài)流，這就是并行分支。

選擇序列編程在生產(chǎn)實(shí)際中，對具有多流程的工作，要進(jìn)行流程選擇或者分支選擇。即一個(gè)控制流可能轉(zhuǎn)入多個(gè)可能的控制流中的某一個(gè)，但不允許多路分支同時(shí)執(zhí)行。到底進(jìn)入哪一個(gè)分支，取決于控制流前面的轉(zhuǎn)移條件哪一個(gè)為真。并行序列編程在許多實(shí)例中，一個(gè)順序控制狀態(tài)流必須分成兩個(gè)或多個(gè)不同分支的控制狀態(tài)流，這就是并行分支。當(dāng)一個(gè)控制狀態(tài)流分成多個(gè)分支時(shí)，所有的分支控制狀態(tài)流必須同時(shí)激活。

并行序列編程在許多實(shí)例中，一個(gè)順序控制狀態(tài)流必須分成兩個(gè)或多個(gè)不同分支的控制狀態(tài)流，這就是并行分支。當(dāng)一個(gè)控制狀態(tài)流分成多個(gè)分支時(shí)，所有的分支控制狀態(tài)流必須同時(shí)激活。當(dāng)多個(gè)控制流產(chǎn)生的結(jié)果相同時(shí)，可以把這些控制流合并成一個(gè)控制流，即并行分支的連接。在合并控制流時(shí)，所有的分支控制流必須都是完成了的。這樣，在轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)才能轉(zhuǎn)移到下一個(gè)狀態(tài)。

?VirtualLab仍將執(zhí)行并行計(jì)算，因?yàn)?em>并行化也用于單系統(tǒng)仿真中。

從1996年開始，實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算的方法是并行計(jì)算，就是用很多臺計(jì)算機(jī)同時(shí)計(jì)算一個(gè)事情，每個(gè)計(jì)算機(jī)計(jì)算其中的一部分，其核心是MPI（Message Passing Interface，信息傳遞接口）。MPI標(biāo)準(zhǔn)定義了一組編程接口，可以在進(jìn)程之間通信，能實(shí)現(xiàn)并行編程。 目前國內(nèi)的超級計(jì)算機(jī)，如“太湖之光”等，都是基于MPI運(yùn)行。

03 GPU加速 Fluent GPU求解器是由NVIDIA開發(fā)的并行計(jì)算平臺和應(yīng)用程序編程接口(API) CUDA(計(jì)算統(tǒng)一設(shè)備架構(gòu))驅(qū)動(dòng)，因此，GPU求解器只支持NVIDIA的GPU，包括大多數(shù)NVIDIA Tesla和NVIDIA Quadro系列的GPU，以及Ansys網(wǎng)站羅列的可支持的部分GPU。

此外，IP403提供了可編程的輸入穩(wěn)定定時(shí)器，允許設(shè)計(jì)人員設(shè)置輸入反彈跳時(shí)間。IP403還為設(shè)計(jì)人員提供了靈活性，可以對單個(gè)輸入變化的中斷源進(jìn)行編程。當(dāng)設(shè)置為LED驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，IP403可以直接驅(qū)動(dòng)56個(gè)LED或48個(gè)LED，具體取決于單串行輸入或三串行輸入。如果設(shè)置為單串行輸入模式，所有LED驅(qū)動(dòng)引腳都與內(nèi)部移位寄存器連接在一起。

平臺以面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)理念，采用C++語言編程。2020年12月，風(fēng)雷軟件正式面向全國開源，與其他開源CFD軟件相比，風(fēng)雷軟件具有擴(kuò)展能力強(qiáng)、開發(fā)難度低、計(jì)算效率高等特點(diǎn)，同時(shí)適用于前沿研究和大規(guī)模常規(guī)工程應(yīng)用。

?稍后將解釋四種不同的使用模式（標(biāo)準(zhǔn)，可編程，掃描，隨機(jī)）。 參數(shù)規(guī)格頁面您可以?篩選特定參數(shù)?僅顯示已設(shè)為變化的參數(shù)?使用前三列折疊/展開參數(shù)列表來獲得更清晰的展示 使用模式?標(biāo)準(zhǔn)模式：所有選定參數(shù)在最小值和最大值之間的線性變化。 ?可編程模式：自定義每個(gè)變化步驟的參數(shù)值。 具有每個(gè)變化步驟參數(shù)值表由代碼片段填充。 ?掃描模式：掃描參數(shù)空間 - 仿真所有可能的參數(shù)組合。

該模擬軟件支持復(fù)雜材料模型、接觸算法、復(fù)雜幾何關(guān)系和大規(guī)模并行計(jì)算。OpenRadioss核心代碼采用Fortran作為主要編程語言，部分功能使用C/C++實(shí)現(xiàn)，代碼架構(gòu)整體模塊化，包含前處理模塊（starter）和求解器模塊（engine），最大能夠處理千萬網(wǎng)格數(shù)的大規(guī)模模型和輸出大型可視化文件。

我國非數(shù)值并行算法研究的學(xué)科帶頭人、高性能計(jì)算領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物。主要研究領(lǐng)域?yàn)?em>并行算法和高性能計(jì)算及其應(yīng)用等。曾獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、國家級教學(xué)成果二等獎(jiǎng)、中科院科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)等共12項(xiàng)。他圍繞著并行算法的教學(xué)與研究，逐漸形成了“算法理論－算法設(shè)計(jì)－算法實(shí)現(xiàn)－算法應(yīng)用”一套完整的并行算法學(xué)科體系，提出了“結(jié)構(gòu)－算法－編程”一體化的并行計(jì)算研究方法。

CAE通過在將模型離散成網(wǎng)格進(jìn)行仿真計(jì)算，網(wǎng)格越密集，仿真結(jié)果越可靠，這意味著CAE天然適合進(jìn)行大規(guī)模并行計(jì)算任務(wù)，這與GPU強(qiáng)大的并行計(jì)算能力高度契合。在軟件層面，NVIDIA的CUDA生態(tài)通過提供完整的編程接口和工具鏈，讓開發(fā)者可以方便地將計(jì)算任務(wù)分配到GPU上執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源從CPU到GPU的轉(zhuǎn)移，顯著提升性能。近年來，眾多CAE供應(yīng)商都開始利用GPU加速。

有關(guān)在 GPU 上運(yùn)行符合 ISO 標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序的更多信息，請參閱使用標(biāo)準(zhǔn)并行 C++ 進(jìn)行多 GPU 編程和使用 Fortran 標(biāo)準(zhǔn)并行編程實(shí)現(xiàn) GPU 加速。

該模擬軟件支持復(fù)雜材料模型、接觸算法、復(fù)雜幾何關(guān)系和大規(guī)模并行計(jì)算。OpenRadioss核心代碼采用Fortran作為主要編程語言，部分功能使用C/C++實(shí)現(xiàn)，代碼架構(gòu)整體模塊化，包含前處理模塊（starter）和求解器模塊（engine），最大能夠處理千萬網(wǎng)格數(shù)的大規(guī)模模型和輸出大型可視化文件。

你將從零基礎(chǔ)開始學(xué)習(xí)Python，重點(diǎn)掌握自動(dòng)化測試所需的核心概念，如變量、循環(huán)、函數(shù)、面向?qū)ο?em>編程和異常處理。這確保即使是沒有編程經(jīng)驗(yàn)的初學(xué)者也能輕松跟上課程進(jìn)度。 接下來，你將深入探索Playwright，從其架構(gòu)入手，理解瀏覽器、上下文和頁面的協(xié)同工作原理。你將學(xué)習(xí)如何使用現(xiàn)代定位器、智能斷言和Playwright內(nèi)置的自動(dòng)等待機(jī)制，編寫可靠穩(wěn)定的自動(dòng)化測試用例。

（可選）設(shè)置并行計(jì)算這不是絕對必要的，但可以為 OptiSLang 設(shè)置并行計(jì)算以加快優(yōu)化速度。如果用戶擁有多個(gè)Lumerical FDTD求解器許可證，則可以考慮這樣做。要進(jìn)行設(shè)置，第一步是右鍵單擊參數(shù)化系統(tǒng)模塊，選擇“編輯”，然后在窗口底部并行設(shè)置最大限制。將該數(shù)字設(shè)置為不大于 8 的任何數(shù)字，或 Lumerical FDTD 求解器許可證總數(shù)的編號。

Q：自研的并行文件系統(tǒng)有什么優(yōu)勢？A：北鯤云自研并行文件系統(tǒng)使用1/3的成本獲取更高的IO性能。支持大文件及海量小文件的并行IO。Q：可以提高工作效率嗎？A：相當(dāng)可以，北鯤云通過拉拽公共/自定義算子，編排出支持大規(guī)模并行化的藥物發(fā)現(xiàn)云平臺 ，大大提高工作效率。在工作流中設(shè)定好任務(wù)執(zhí)行步驟，即可將多個(gè)軟件算子按步驟進(jìn)行調(diào)度，完成各種業(yè)務(wù)應(yīng)用場景。無需編程即可實(shí)現(xiàn)并行化。

通過觀察多項(xiàng)式展開式的每一項(xiàng)的冪的規(guī)律，可以得到一種生成循環(huán)的方法，使得該算法從基于遞歸變成基于循環(huán)，但是必須是動(dòng)態(tài)生成的循環(huán)，于是利用一些Mathematica的元編程技巧，可以設(shè)計(jì)出一套基于Sum的代碼，而Sum又有ParallelSum作為其并行版本，可以直接無縫移植。對于4項(xiàng)式的300次方，代碼（已打碼）如下圖所示，可以在不到1秒內(nèi)完成。