隨著計算機技術(shù)發(fā)展和相關(guān)理論的成熟,全波形反演愈來愈多地成為了地球物理領(lǐng)域?qū)W者們的研究對象。近十年來,隨著圖形處理器硬件的飛速發(fā)展和GPGPU(General Purpose GPU)計算概念和相應編程模型的成熟,GPU在通用計算方面得到了極大的應用。在全波形反演是往往涉及很多矩陣、循環(huán)等運算,這適合做并行化處理,這就需要引入GPU/CPU的協(xié)同。全波形反演包含較多的方面,流程框架上來看是一個數(shù)學優(yōu)化問題,包含了較多的方面和細節(jié)問題,但要引入并行運算就必須把原框架下的串行和并行部分梳理開來,對可以并行化的部分做處理和優(yōu)化,主機負責整體的程序框架和串行部分,從而實現(xiàn)GPU/CPU協(xié)同運算的目的。本文將對下列問題進行學習或研究:(1)研究GPGPU編程概念,主要選取CUDA編程模型,對一般程序并行化改寫方法和并行程序的存儲空間使用方式、內(nèi)存的讀寫方式、程序的瓶頸及優(yōu)化等問題。對圖形處理器的計算單元分布特點,內(nèi)存組織形式進行著重研究。(2)主要研究聲波近似下的波動方程。根據(jù)Torantola關(guān)于全波形反演的理論闡述,對其的共軛梯度的算法進行研究。研究利用波場殘差的回傳來逆推模型參數(shù)的對偶擾動...

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1GPU晶體管結(jié)構(gòu)示意

、依賴或者其它邏輯上錯綜復雜的聯(lián)系，因此CPU上面的很多程控制（flowcontrol），而并非算數(shù)邏輯運算（algorithmlogicp一般GPU的體系結(jié)構(gòu)，它主要把晶體管用于算數(shù)邏輯運算，大程上的控制單元[21]。圖1-1為GPU的晶體管類型分布特點示....

圖3-2GPU/CPU異構(gòu)程序流程圖

流程和組織模式如下圖所示。主機參數(shù)設置、與設備間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊木�程由前面講到的網(wǎng)格、和線程動設置<<<Ax,Ay,S,n>>>>。這樣C運算單元中去，還可以選擇CPU是異構(gòu)程序一般流程。

圖3-3GPU線程組織層次示意

制于SM上的寄存器數(shù)量線程盡量輕量級的，這樣在同開啟更多的線程，提高GPU的占用率。在CUDA中，都大量輕量級的線程批量地處理數(shù)據(jù)，待處理的數(shù)據(jù)通線來映射，如圖3-3所示。

圖3-6簡單數(shù)組循環(huán)示意

法算，GPU是很好的解決方案。分支判斷語句、對數(shù)據(jù)的訪問上運行，因此一些程序重構(gòu)的的運行效率。的重構(gòu)體，因此對循環(huán)和循環(huán)中訪問循環(huán)，loop1，loop2和loop3

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