[发明专利]一种基于CUDA与OpenMP的三维Kriging算法协同加速方法

权利要求书

1.一种基于CUDA与OpenMP的三维Kriging算法协同加速方法，在CPU端通过OpenMP并行计算，与在GPU上通过CUDA并发流进行计算，其特征在于：OpenMP并行计算KD树进行近邻搜索，获取待插值点的近邻点信息，CUDA并发流求解用于Kriging方程的构造与系数求解；其适用于OpenMP编程范式，且能在KD树搜索流程中实现椭球空间领域搜索，所述OpenMP并行计算KD树进行近邻搜索的计算流程包括：

步骤1：产生多个待插值点坐标与索引；

步骤2：将产生的带插值点坐标与索引分发给多个OpenMP线程进行椭球空间下的近邻搜索；

步骤3：选取搜索到的前k个最近近邻点与套合结构信息来构造方程右边向量，并根据索引将其存储到CPU内存上；

使用CUDA并发流进行CPU与GPU之间的数据传输，且能完成在GPU上对Kriging方程的构造与最终插值结果的求解，其计算流程包括：

步骤1：拷贝近邻点数据信息与套合结构信息到GPU内存；

步骤2：在GPU中的每个线程通过套合计算实现所对应的系数矩阵上三角部分构造，且方程元素按照SOA的格式存储；

步骤3：在GPU中的每个线程进行针对对称矩阵的高斯消元法求解；

步骤4：计算最终的插值结果并传回CPU内存；

CPU计算部分与GPU计算部分可异步执行，互不干扰，包括以下步骤：

步骤1：将插值区域分为多个子区域，分批次进行处理；

步骤2：本次CPU计算完毕后，同步设备，使用CUDA流异步拷贝数据至GPU，并进行下一批次CPU上的处理；

步骤3：启动一个CPU线程保存计算结果至磁盘。