人類對太空的探索欲望不斷促進著航天科技的進步,這種進步擴大了人類對世界的認知范圍,并且為人類的生活帶來了便利。對太空的深入探索以及對其空間的利用是人類未來科技的重點發(fā)展方向之一。實現深空探索需要技術先進的推進器作為支撐,離子推進器具有壽命長、比沖高、推力調節(jié)方便等優(yōu)點,且已被廣泛應用于通信衛(wèi)星、深空探測器等航天器上,主要作用包括航天器姿態(tài)控制、位置保持、軌道機動和星際飛行等。為了詳細描述離子推進器的各項核心參數,評價和改善離子推進器的性能,科研人員越來越多地采用數值模擬方法（目前以PIC方法為主）來對離子推進器內部的物理機制進行研究。但PIC方法效率低下,而通過研究GPU高性能計算在PIC模擬中的應用,可以極大的提高PIC模擬效率。本論文建立在電子科技大學自主研發(fā)的離子推進器PIC/MCC軟件BUMBLEBEE-EP基礎上,對其帶電粒子與電磁場互作用求解器實施并行化,同時將其應用于離子推進器的物理機制研究中。本文主要工作與創(chuàng)新包括:1.概述了離子推進器的研究背景、研究意義、工作原理以及主要研究方向,總結出放電室的物理機制是離子推進器的主要研究方向之一。放電室的研究主要是數值模擬手段,提... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：57 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

離子推進器放電室示意圖

設計初衷是為了優(yōu)化圖形顯示，實現最大的數據吞吐量，其并行計算能 CPU，同時擁有較普通內存位寬更大、頻率更高的專用內存，即顯存，大規(guī)模數據。GPU 設計初衷是為了解決圖形顯示問題，這種設計需求使件架構與 CPU 相比有很大區(qū)別[26]。在像素處理上，每一個像素點色彩和算對處理器性能要求不高，但是眾多的像素點需要在極短的時間內處理示出一副完整圖像。所以 GPU 擁有非常多的構造簡單的處理核心，這些立存在的，一旦有圖形處理需求，這些核心被同時調度起來開辟非常多程去處理顯示問題，這種處理方式與 CPU 采用中斷處理問題有根本不同控制單元比較復雜，可以做復雜的邏輯控制，這就需要 CPU 的處理器單較強，在處理多線程時采用時分復用的模式；而 GPU 中單個處理器的性，邏輯處理能力不如 CPU，但是其處理器數量眾多，適合做單指令多數，即每個線程的指令是相同的但是其傳入的數據不同。如圖 2-1 所示綠色理器中的處理核心，GPU 中的處理核心明顯多于 CPU。圖 2-2 展示了 C多線程時，其實三個線程都是同一個核心在計算，只是每個線程分時使而 GPU 中每個 SP 都會獨立處理一個線程，不存在分時使用計算資源[27

CPU和GPU線程處理模式


本文編號：2919314