CUDAとOpenGLを用いたマルチGPU電磁界数値シミュレーションとその高速可視化

摘要

In this study, we examined the electromagnetic field numerical analysis using multi-GPU (Graphics Processing Unit) and reported the high-speed visualization technique using CUDA and OpenGL. GPGPU (General Purpose computation on GPUs) movement is becoming to be important in various fields recently. It can realize a "personal super computer". We proposed PMCC (Permeable Multi Cross-section Contours) as a new visualization method for the 3D electromagnetic field. This is a very simple and effective visualization method. In our comparison evaluation, we clarified that the single- and multi- GPU computation with this method realizes faster visualization than the conventional technique.%従来，計算の高速化という点では，スーパーコンピュータやクラスタなどの大型の計算機が利用されているが，最近ではGPU（Graphics Processing Unit）を用いて汎用的な数値計算を行おうとするGPGPU（Gelleral Purposc computation on GPUs）が様々な分野で注目され，盛んになってきている．GPUの演算性能は数年前より飛躍的に向上しており，最新のGPUは少し前のスーパーコンピュータ並の性能を秘めているとも考えられる．したがって，大型の計算機を使用しなくとも，パーソナルコンピュータ（パソコン）にGPUを接続することで高速計算を行うことができる可能性がある．本研究では，個人ユース型の計算機でマルチGPUを用いた3次元電磁界数値解析のリアルタイムの可視化（計算と同時に可視化する電磁界シミュレーション）について検討を行った．3次元電磁界の可視化法として，PMCCを利用しその描画性能評価を行った．本研究の結果より，CUDAとOpcnGLを利用することで，GPUによる高速な計算と可視化ができることが明らかとなった．また，マルチGPU計算とPMCCを用いた時間領域シミュレーションによる3次元電磁界のリアルタイム可視化を実現することができることが示された．