GPU技術(shù)的應(yīng)用正加速全球的計算科學領(lǐng)域，無論是石油勘探、氣候預測、金融分析、癌癥治療，諸多重大計算難題正得到解決。現(xiàn)在，航空航天乃至F1賽車也同樣受益于GPU加速，因為一項基于GPU的計算流體力學應(yīng)用帶來了10倍的加速效果。


近日一支由倫敦帝國學院航天系資深講師Peter Vincent率領(lǐng)的團隊，發(fā)布了基于GPU加速的PyFR v1.0.0，將計算流體力學（CFD）應(yīng)用的準確性和性能提升十倍，并在CFD業(yè)界引起了不小轟動。

一句話解釋“計算流體力學”
計算流體力學是一項以計算方式去模擬流體的學術(shù)領(lǐng)域，讓工程師們無需構(gòu)建風洞就能了解復雜的氣體和流體模型，在設(shè)計飛機、風力發(fā)電機，甚至是F1賽車時均能派上用場



數(shù)以千計核心，GPU讓流體模擬大提速

PyFR是一套開源CFD包，采用非常精確的新方法（稱為“湍流重建方案”）來處理世界上最具挑戰(zhàn)性的一些流體流動問題，尤其是針對不穩(wěn)定的亂流。

PyFR適用于多種硬件平臺，包括基于NVIDIA Tesla加速計算平臺的大型集群計算平臺。多核心架構(gòu)是Tesla GPU 加速器的重要優(yōu)勢，它擁有數(shù)以千計的計算核心，而當前主流PC系統(tǒng)的CPU只有二到六個核心。

Vincent 使用超過2500顆超高性能計算核心，全新CFD軟件則在NVIDIA GPU加速器集群上運行，這些系統(tǒng)的計算速度可達每分鐘數(shù)十億次，可以輕松處理巨量數(shù)據(jù)。

準確性效率提升10倍，GPU加快航天航空業(yè)

借助NVIDIA的GPU加速，PyFR的早期測試結(jié)果在CFD業(yè)界中引發(fā)了不少轟動。在今年的達拉斯AIAA航空論壇大會中發(fā)表的一份研究報告指出，采用GPU來加速的PyFR軟件，可以將準確性和效率提升十倍。

航空航天產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導者、英國國防巨頭BAE系統(tǒng)公司就是密切關(guān)注這項應(yīng)用的合作廠商之一。該公司的Oscar Neilson表示：“我們認為PyFR在數(shù)值方面的準確性、算法及并行計算的表現(xiàn)方面，都是其它計算程序的標桿。”

世界一流的空氣動力學研究水平一直是英國在航空航太業(yè)界獨占鰲頭的主因。PyFR在設(shè)計飛機的空氣動力學方面扮演著重要角色，工程人員無需實際駕駛飛機就能掌握復雜的氣流模式。

對NASA格林研究中心的H.T. Huynh來說，PyFR也是一項重要的工具，他使用PyFR加速深入探索太陽系的奧秘。Huynh表示：“我認為PyFR是變革的標志，它讓我重新評估我未來的研究方向，我希望能廣泛應(yīng)用這項偉大的計劃。”

無論工程師們是否會使用PyFR開發(fā)出未來的F1冠軍賽車，或是能往返外太空和地球間的飛行器，這顯然又是由GPU技術(shù)力量提供強大動力的一個重要產(chǎn)業(yè)。