社団法人 物理探査学会
第122回(平成22年度春季)学術講演会


強震動シミュレータGMSのGPU化

講演要旨(和文)
今や地震ハザード評価の標準的なツールとなった3次元差分法は、近年の計算機環境の劇的な進歩の恩恵を受けたとはいえ、大きな計算機リソース(CPUパワー及びメモリ)を必要とし、実務等で一般的に使用可能な計算機では数日以上の計算となる事もしばしばである。このような状況を打開する手段として、多くの数値計算分野で広く使われるようになりつつあるGPGPUの利用が考えられる。青井・他(2009)は、食い違い格子を用いた空間・時間共に二次精度の差分演算子による速度-応力型の定式化を用いた単純なモデルによる予備的な実験を行い、単一CPUの場合に比べGPUによる計算時間は1/17.8に短縮されることを示した。本講演では、不連続な食い違い格子を用いた、空間四次・時間二次精度の差分演算子による実用コードであるGMS(Ground Motion Simulator)をベースにGPU化を図った。

講演要旨(英文)
3-D finite difference simulation of ground motion, which requires large resources of computation, is one of the key techniques for a seismic hazard evaluation. To solve the problem of heavy computational expense, we have introduced GPGPU, General purpose computing on graphics processing units, which is the technique of using a GPU to perform computation in applications traditionally handled by the CPU. Aoi et al. have showed a high performance of simulation on GPU by using simple 3-D finite difference model with homogeneous grid. In this study, we apply this technique to the GMS, Ground Motion Simulator, which is a practical tool for wave propagation simulation using discontinuous grid and show that the computation time on a GPU is reduced to 1/31.6 compared with one on a CPU.