GPU를 이용한 다중프론트 해법의 계산성능 가속기법 연구 = Performance Acceleration of Multifrontal Solver Using GPU

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 유한요소해석의 전체 성능을 좌우하는 연립방정식 해법을 고성능 GPU(Graphics Processing Unit)를 이용하여 가속하여 성능을 대폭 향상시킴으로써 전체 유한요소해석의 성능을 향상시키는 방법에 대해서 연구하였다. 유한요소해석을 위한 연립방정식 해법으로는 유한요소해석에 가장 효율적으로 적용될 수 있는 직접적 해법으로 알려진 다중프론트 해법을 사용하였으며, 다중프론트 해법의 대부분의 계산을 구성하는 조밀행렬의 부분행렬분해(partial factorization)를 GPU를 이용해서 고성능으로 계산할 수 있도록 함으로써 다중프론트 해법의 계산성능을 크게 향상시킬 수 있었다. 또한 조밀행렬의 부분행렬분해를 기존의 GPU 가속을 위한 라이브러리 함수를 사용한 경우보다 더 우수한 성능을 얻을 수 있도록 개선하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this research, an efficient way to accelerate the performance of a finite element analysis code by accelerating the performance of a linear equation solver using GPU has been studied. The multifrontal solver is known as the most efficient direct linear equation solver for finite element analysis, so it was used as the linear equation solver for acceleration of the performance of the finte element analysis code. By using GPU acceleration for the computation of partial factorization of dense matrices, the performance of the multifrontal solver could be accelerated considerably. The performance of partial factorization could be improved further by developing a modified partial factorization function compared to existing libraries.

목차 (Table of Contents)

• 초록
• ABSTRACT
• 1. 서론
• 2. GPU를 이용한 계산성능 가속
• 3. 다중프론트 해법
• 4. GPU 기반 행렬 부분분해 성능 개선
• 5. 다중프론트 해법의 성능 가속
• 6. 결론
• 참고문헌