Optymalizacja czasu obliczeń symulacji elektromagnetycznych prowadzonych metodą FDTD

• Autorzy: Sypniewski M. , Celuch M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2015.7.6

Warianty tytułu

EN

Optimization of the electromagnetic FDTD simulation performance

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiona jest dyskusja dotycząca optymalnego wyboru sprzętu komputerowego do celów prowadzenia symulacji elektromagnetycznych metodą FDTD oraz optymalizacji kodów symulatora pod względem jak najlepszego wykorzystania dostępnych systemów komputerowych. Omówiono tu tendencje światowe w badaniach nad tymi problemami oraz pokazano rozwiązania praktyczne, wprowadzone przez autorów do kodów symulatorów QW-3D oraz QW-V2D.

EN

The paper presents a discussion concerning optimal choice of computer hardware with respect to its application to electromagnetic simulations using the FDTD method as well as optimization of FDTD codes to obtain their best performance with particular hardware available. Tendencies in the worldwide research on those problems are outlined. Specific practical solutions applied by the authors in the QW-3D and QW-V2D simulators are also presented.

Słowa kluczowe

PL

analiza elektromagnetyczna; symulacja elektromagnetyczna; metoda FDTD; technika mikrofalowa; przetwarzanie równoległe; przyspieszanie obliczeń komputerowych

EN

electromagnetic analysis; electromagnetic simulation; FDTD method; microwave techniques; parallel processing; acceleration of computer processing

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 56, nr 7
• Strony: 30--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., wykr.

Twórcy

autor

Sypniewski M.

• Politechnika Warszawska, Instytut Radioelektroniki

autor

Celuch M.

• Politechnika Warszawska, Instytut Radioelektroniki

Bibliografia

• [1] W. Yu, X. Yang, Y. Liu, R. Mittra i A. Muto, Advanced FDTD Method: Parallelization, Acceleration, and Engineering Applications, Artech House, 2011.
• [2] A. Taflove i S. C. Hagness, Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, Artech House, 2005.
• [3] W.K. Gwarek, „Analysis of an arbitrarily-shaped planar circuit – a time-domain approach,” w IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-33, No.10, 1985.
• [4] M.Celuch-Marcysiak, „Time-domain approach to microwave circuit modeling: a view of general relations between TLM and FDTD,” Intl. Journal of Microwave and Millimeter-Wave Computer Aided Engineering, pp. 36-46, vol.6, No.1, 1996.
• [5] „discover accurate EM modelling,” QWED Sp. z o.o, [Online]. Available: http://www.qwed.com.pl/index.html.
• [6] „Top 500,” [Online]. Available: http://www.top500.org/statistics/ perfdevel/.
• [7] J. D. McCalpin. [Online]. Available: www.cs.virginia.edu/stream/.
• [8] J. D. McCalpin, „Welcome to Dr. Bandwidth’s Blog,” 1 October 2010. [Online]. Available: https://sites.utexas.edu/ jdm4372/2010/10/01/welcome-to-dr-bandwidths-blog/.
• [9] G. Zumbusch, „Tuning a Finite Difference Computation for Parallel Vector Processors,” w 2012 11th International Symposium on Parallel and Distributed Computing, 2012.
• [10] R. Strzodka, M. Shaheen i D. Pajak, „Impact of System and Cache Bandwidth on Stencil Computations Across Multiple Processor Generations,” w Proc. Workshop on Applications forMulti- and Many-Core Processors (A4MMC) at ISCA 2011, 2011.
• [11] M. Sypniewski i W.K. Gwarek, „On the influence of arithmetic underflow rounding standard on the speed of FDTD modeling,” w IEEE IMS Symp., Fort Worth, June 2004, 2004.
• [12] W.K. Gwarek, T. Morawski i C. Mroczkowski, „Application of the FD-TD method to the analysis of circuits described by the two-dimensional vector wave equation,” w IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-41, No.2, Feb.1992, 1992.
• [13] S. Meyers, „Cpu Caches and Why You Care,” [Online]. Available: http://codedive.pl/rok-temu/materialy/.
• [14] S. Williams, A. Waterman i D. Patterson, „Roofline:An Insightful Visual Performance Model for Multicore Architectures,” w Communications of the acm, 2009.
• [15] D. Orozco i G. Gao, „Mapping the FDTD Application to ManyCore Chip Architectures,” University of Delaware Department of Electrical and Computer Engineering Computer Architecture and Parallel Systems Laboratory, 2009.
• [16] M. Sypniewski, M. Celuch-Marcysiak, J. Rudnicki, W. Gwarek i A. Wieckowski, „Faster analysis of microwave engineering problems with multithread FDTD for multiprocessor PCs,” w 13th Intl.Conf. on Microwaves, Radar and Wireless Communications, Wroclaw, 2000.
• [17] M. Sypniewski, J. Rudnicki i M. Celuch-Marcysiak, „Investigation of multithread FDTD schemes for faster analysis on multiprocessor PCs,” w Proc. 2000 IEEE-AP-S International Symp. and USNC/URSI National Radio Science Meeting, Salt Lake City, Utah, US, 2000.
• [18] N. Vidia, [Online]. Available: http://www.nvidia.com/object/nvlink.html.
• [19] Intel, [Online]. Available: http://www.intel.pl/content/www/pl/pl/ processors/xeon/xeon-phi-detail.html.