San Diego超级计算机中心（SDSC）和加利福尼亚大学San Diego大学的电子和计算机工程系的一支研究人员开发了一种高度可扩展的计算机代码，这承诺在模拟中显着降低研究时间和能源成本加利福尼亚州和其他地方的地震危害。
由SDSC的计算科学家逸峰崔领导的团队开发了可扩展的GPU（图形处理单位）加速了用于地震工程和灾害管理的加速守则，通过PETASCALE水平的区域地震模拟作为较大的计算努力协调的一部分这南加州地震中心（SCEC）。圣地亚哥州立大学（SDSU）也是推动信封朝向极度地震计算的协作工作的一部分。
“The increased capability of GPUs, combined with the high-level GPU programming language CUDA, has provided tremendous horsepower required for acceleration of numerically intensive 3D simulation of earthquake ground motions,” said Cui, who recently presented the team’s new development at the NVIDIA 2013 GPU Technology Conference (GTC) in San Jose, Calif.
一篇基于这项工作的技术论文将于6月5日至7日在西班牙巴塞罗那举行的2013国际计算科学会议上发表。
使用GPU而不是CPU或中央处理单元完成的加速代码基于称为AWP-ODC的广泛使用的波传播码，其代表Olsen，Day和Cui的Anelastic Wave传播。它以金奥尔森和史蒂文日，圣地亚哥州立大学（SDSU）的地质科学教授和SDSC的CUI命名。该研究团队重组了代码利用高性能和吞吐量，内存位置和计算和通信重叠，这使得可以线性地将代码缩放到8,000多个NVIDIA开普勒GPU加速器。
持续一个petaflop / s表现
该团队在洛杉矶附近的2008年7月下面发生的5.4级地震的基于GPU的基准模拟。包括计算系统基恩兰，由佐治亚理工学院，橡树岭国家实验室（ORNL）和国家计算科学研究院（NSF）管理，以及国家科学基金会（NSF）的一部分极端科学与工程发现环境(XSEDE)， 和蓝色的水该中心位于美国国家超级计算应用中心(NCSA)。还使用了泰坦这台超级计算机由美国能源部资助，位于美国橡树岭国家实验室。泰坦配备克雷XK7系统和NIVIDIA的特斯拉K20X GPU加速器。
基准测试，运行泰坦，在同一系统上的大量优化CPU代码上显示了五倍的加速，以及在测试系统上每秒一个Petaflop（每秒一个四弧度计算）的持续性能。AWP-ODC代码的先前基准仅达到200 TERAFLOPS（万亿计算每秒计算）持续性能。
通过提供更高水平的计算能力，研究人员可以提供更准确的地震预测，提高物理现实和分辨率，有可能拯救生命和最大限度地减少财产损失。
“这是一个令人印象深刻的成就,使得petascale-level计算我们的现实,开放一些新的和有趣的可能性地震研究,”托马斯·乔丹说,SCEC主任已经与加州大学圣地亚哥分校和圣地亚哥大学的研究人员合作和其他地震研究项目,如a8.0级地震是最大的仿真到目前为止。
“迫切需要更快、更节能的地震法规来改进地震风险评估，”崔说，并引用了中国、海地、智利、新西兰和日本最近发生的破坏性地震。
下一个步骤
虽然基于GPU的AWP-ODC代码已经在研究使用中，计划在混合异构架构上使用进一步的增强功能，例如泰坦和蓝色的水．
“未来的一个目标是，在SCEC的协调下，使用该代码计算出加州地区改进的地震风险概率预测，”Cui说。“我们的最终目标是支持开发一种能够在地震期间吸收信息的CyberShake模型，这样我们就可以改进我们的业务预测和早期预警系统。”
Cyber Sthake是一个SCEC项目，专注于开发使用3D波形建模进行地震危害分析的新方法。基于GPU的代码有可能节省数亿计的CPU小时，以便在规划中完成全州地震危险地图计算。
加州大学圣地亚哥分校研究团队的其他成员包括Jun Zhou和Efecan Poyraz，该大学电气和计算机工程系的研究生(Zhou致力于他的研究生研究的发展工作);SDSC研究员Choi Dong Ju;加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院电子与计算机工程副教授克拉克·c·盖斯特(Clark C. Guest)。
在NSF授予号码OCI-1053575下，XSEDE支持本研究的计算资源，而通过XSEDE的扩展协作支持服务（ECS）计划提供了额外的研究资金。
ECSS项目的联合主管和SDSC的副主管Nancy Wilkins-Diehr说:“ECSS的存在正是出于这个原因，它帮助研究团队取得显著的性能提升，并将他们的模拟提升到下一个水平。”“我们对PI Thomas Jordan和他的团队所取得的成果感到非常高兴。ECSS项目通常在几个月到一年的时间内进行。任何人都可以通过XSEDE分配流程请求这种类型的有针对性的支持。”
有关更多信息访问www.ucsd.edu．
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