GPU を用いたディレクティブによるFDTD 法の高速化と室内電波環境解析への応用

摘要

近年，電磁波の伝搬散乱解析にFDTD（Finite-Difference Time-Domain）法が広く用いられているが，計算時間や使用メモリが増大する問題があった．特に，計算時間の問題について，近年高性能化が著しい画像処理用プロセッサGPU（Graphical Processing Unit）による実装が試みられているが，NVIDIA 社のGPU 開発環境であるCUDA や，マルチコアPC やGPU 等の異機種混在環境用並列プログラミングフレームワークであるOpenCL を使用する必要があり，現有のソースコードを大きく書き換える必要があった．一方，GPU でもOpenMP のように，数行の指示文をソースコードに挿入するだけでGPU の実行プログラムが得られるディレクティブがある．ディレクティブが使用できれば，既存ソースコードのGPU 実装が容易になる．本稿では，ディレクティブを用いたFDTD 法のGPU 実装を評価し，実際の室内電波環境可視化への応用について述べる．%The finite-difference time-domain (FDTD) method is widely used for analysis of electromagnetic wave propagation and scattering because of its simple and convenient algorithm. However, the FDTD method requires vast computational resources. Recently, use of the graphical processing unit (GPU) to accelerate non-graphics computation remarks. However, we need to use the CUDA and the OpenCL on GPU programming, and to rewrite our source codes. On the other hand, a directive as OpenMP are useful to port our existing codes. In this paper, we have studied about use of the PGI directive on the FDTD with GPU computing. Also we have applied for analysis of indoor electromagnetic wave environment using the directive on GPUs.