Akustisen simuloinnin rinnakkaislaskentatoteutus
Asikainen, Eetu (2019)
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019120324398
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019120324398
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä tutkittiin näytönohjainten käyttöä yleiseen ohjelmointiin ja laskentaan. Yksi suurimmista saavutettavista hyödyistä tässä käytössä on huomattava laskennan nopeutuminen suuria datamääriä käsiteltäessä, kuten esimerkiksi tieteellisessä laskennassa.
Tavallinen nykyaikainen kuluttajille tarkoitettu mikroprosessori pystyy suorittamaan 2—16 tehtävää yhtä aikaa. Samaan aikaan hieman vanhemmallakin kuluttajille tarkoitetulla näytönohjaimella voidaan suorittaa satoja tai jopa tuhansia tehtäviä yhtä aikaa.
Työ aloitettiin tutkimalla kahta hallitsevaa näytönohjainten yleiskäyttöön tarkoitettua rajapintaa. Rajapinnan valinnan jälkeen laskennan kohteeksi valittiin ultraäänitomografia, jossa, tarkkuudesta riippuen, laskentaa suoritetaan satojen tuhansien tai jopa miljoonien elementtien suuruisilla matriiseilla.
Lopputuloksena saatiin valmistettua ohjelma, jolla voidaan simuloida ultraääniaaltojen etenemistä väliaineessa. Ohjelman alussa käyttäjä voi valita laitteeltaan haluamansa näytönohjaimen ja rajapinnan toteutuksen, mikäli laitteessa on näitä useampia. Simuloidut ultraäänisignaalit saadaan myös tallennettua ohjelman ulkopuolelle, jolloin käyttäjä voi tutkia näitä muilla ohjelmilla haluamallaan tavalla.
Tavallinen nykyaikainen kuluttajille tarkoitettu mikroprosessori pystyy suorittamaan 2—16 tehtävää yhtä aikaa. Samaan aikaan hieman vanhemmallakin kuluttajille tarkoitetulla näytönohjaimella voidaan suorittaa satoja tai jopa tuhansia tehtäviä yhtä aikaa.
Työ aloitettiin tutkimalla kahta hallitsevaa näytönohjainten yleiskäyttöön tarkoitettua rajapintaa. Rajapinnan valinnan jälkeen laskennan kohteeksi valittiin ultraäänitomografia, jossa, tarkkuudesta riippuen, laskentaa suoritetaan satojen tuhansien tai jopa miljoonien elementtien suuruisilla matriiseilla.
Lopputuloksena saatiin valmistettua ohjelma, jolla voidaan simuloida ultraääniaaltojen etenemistä väliaineessa. Ohjelman alussa käyttäjä voi valita laitteeltaan haluamansa näytönohjaimen ja rajapinnan toteutuksen, mikäli laitteessa on näitä useampia. Simuloidut ultraäänisignaalit saadaan myös tallennettua ohjelman ulkopuolelle, jolloin käyttäjä voi tutkia näitä muilla ohjelmilla haluamallaan tavalla.