Использование высокопроизводительных вычислительных платформ в задачах томографической цифровой трассерной визуализации

Томографический метод цифровой трассерной визуализации (Tomo PIV; Tomographic Particle Image Velocimetry) – это новый метод изучения газовых и жидкостных потоков, позволяющий измерять трехмерные распределения скорости и, на их основе, рассчитывать другие характеристики потока в заданном объеме. Одной из основных сложностей в использовании этого метода измерений является высокая ресурсоемкость используемых алгоритмов обработки данных. В настоящей статье рассматриваются способы увеличения производительности метода за счет использования различных высокопроизводительных вычислительных платформ, таких как многопроцессорные серверы, вычислительные кластеры и графические процессорные устройства (ГПУ). Описаны проблемы, возникшие при переносе алгоритма томографической реконструкции и корреляционного алгоритма расчета полей скорости на платформы с множеством вычислительных ядер, а также способы решения этих проблем. Рассматриваются особенности переноса алгоритма томографической реконструкции на графический ускоритель с применением технологии OpenCL. Приводится оценка времени обработки одного эксперимента с использованием различных вычислительных платформ, а также целесообразности использования той или иной платформы в терминах условной стоимости обработки одного эксперимента.