[发明专利]一种基于众核处理器的多重积分计算方法

摘要

本发明提供一种利用GPU等众核处理器来加速计算科学中经常需要处理且耗时较多的数值多重积分的计算求解。本发明简单、实用，可以方便而有效的加速数值多重积分的求解过程，对于大幅缩短科学计算程序的时间具有实际的应用意义。该方法充分考虑了GPU所拥有的超强的浮点计算能力和较大的内存带宽等众核处理器的特点，并充分利用蒙特卡洛（MonteCarlo）方法中各打靶点间无数据相干性的特点，将数量巨大的打靶点函数值的计算交由GPU来处理，将计算精度控制及收敛性判断等需要分支预测的部分交由CPU来完成，从而可以大幅的加速多重积分的求解。

主权项

一种基于众核处理器的多重积分计算方法, 其特征在于利用随机数生成以及蒙特卡洛方法中各打靶点间数据无关性的特点，将随机数的生成部分和打靶点函数值计算这两部分计算密集的块交由GPU来完成，将对积分精度以及收敛性判断的操作交由CPU来完成，从而有效的加速多重数值积分的求解，程序架构和组织流程为：1）设置多重积分的计算精度、第一次计算所需要计算的被积函数值个数n及精度所需新增被积函数值个数δn；2）调用GPU设备端函数生成N*M个随机数， m为多重积分的维度，将结果存放在设备端显存的线性数组Array中；3）划分和生成GPU线程空间；4）调用设备端函数（kernel函数）计算多重被积函数值并归约，为避免访存冲突，计算第n个被积函数值时的第m个靶点从线性数组Array[M*N+n]中选取；5）将计算完成的多重积分值拷回主内存，并在CPU端判断结果是否已达到所要求精度，以决定是否需要进一步计算；6）完成计算。