基于C++AMP的波动方程正演异构并行运算实现

摘要

波动方程的正反演在地球物理勘探中具有重要作用,有限差分算法是其中应用范围最广的实现方法,完成有限差分波动方程正反演需要消耗大量的计算资源,常用的方法是使用各种并行技术加速.MPI/OpenMP是基于CPU平台的并行方案,理论上的最大加速比为CPU核心数目*计算节点数目,以CUDA为代表的基于GPU平台的并行方案近年较为流行,借助GPU的独特架构能够得到极高的计算效率提升.本文进一步挖潜CPU并行加速能力,将SIMD(单指令多数据)优化引入并行编程,借助SSE/AVX指令集获得理论4/8倍的加速效率,同时基于C++AMP编程,实现CPU—GPU异构运算,最大化利用计算机硬件的并行计算能力.