隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展和相關(guān)理論的成熟,全波形反演愈來(lái)愈多地成為了地球物理領(lǐng)域?qū)W者們的研究對(duì)象。近十年來(lái),隨著圖形處理器硬件的飛速發(fā)展和GPGPU(General Purpose GPU)計(jì)算概念和相應(yīng)編程模型的成熟,GPU在通用計(jì)算方面得到了極大的應(yīng)用。在全波形反演是往往涉及很多矩陣、循環(huán)等運(yùn)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(lái)看是一個(gè)數(shù)學(xué)優(yōu)化問題,包含了較多的方面和細(xì)節(jié)問題,但要引入并行運(yùn)算就必須把原框架下的串行和并行部分梳理開來(lái),對(duì)可以并行化的部分做處理和優(yōu)化,主機(jī)負(fù)責(zé)整體的程序框架和串行部分,從而實(shí)現(xiàn)GPU/CPU協(xié)同運(yùn)算的目的。本文將對(duì)下列問題進(jìn)行學(xué)習(xí)或研究:(1)研究GPGPU編程概念,主要選取CUDA編程模型,對(duì)一般程序并行化改寫方法和并行程序的存儲(chǔ)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(duì)圖形處理器的計(jì)算單元分布特點(diǎn),內(nèi)存組織形式進(jìn)行著重研究。(2)主要研究聲波近似下的波動(dòng)方程。根據(jù)Torantola關(guān)于全波形反演的理論闡述,對(duì)其的共軛梯度的算法進(jìn)行研究。研究利用波場(chǎng)殘差的回傳來(lái)逆推模型參數(shù)的對(duì)偶擾動(dòng)...

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【學(xué)位級(jí)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(cuò)綜復(fù)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(yùn)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(yùn)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(diǎn)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(jī)參數(shù)設(shè)置、與設(shè)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(dòng)設(shè)置<<<Ax,Ay,S,n>>>>。這樣C運(yùn)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(jí)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(jí)的線程批量地處理數(shù)據(jù)，待處理的數(shù)據(jù)通線來(lái)映射，如圖3-3所示。

圖3-6簡(jiǎn)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(yǔ)句、對(duì)數(shù)據(jù)的訪問上運(yùn)行，因此一些程序重構(gòu)的的運(yùn)行效率。的重構(gòu)體，因此對(duì)循環(huán)和循環(huán)中訪問循環(huán)，loop1，loop2和loop3

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