Реализация и производительность алгоритмов волновой томографии на вычислительных платформах SIMD CPU и GPU

В данной статье рассматривается реализация алгоритмов волновой томографии на современных вычислительных платформах SIMD CPU и GPU. Область волновой томографии, которая в настоящее время находится в стадии разработки, требует мощных вычислительных ресурсов. Основные области применения волновой томографии - это медицинская визуализация, неразрушающий контроль, сейсмические исследования. Практические приложения зависят от вычислительного оборудования. Восстановление томографического изображения методом волновой томографии включает решение коэффициентов обратной задачи для волнового уравнения. Такие проблемы могут быть решены с помощью итерационных градиентных методов, основанных на многократном численном моделировании процесса распространения волн. В этом исследовании для моделирования волн используется метод конечных разностей во временной области (FDTD). В статье обсуждается программная реализация алгоритмов и сравнивается производительность различных вычислительных устройств: многоядерных процессоров Intel и ARM, графических процессоров NVidia.