МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ И КОМПЛЕКСЫ ПРОГРАММ

Реализация обобщенной библиотеки для матричных вычислений на графическом процессоре для методов решения СЛАУ

Д. А. Устюжанин, С. С. Пицхелаури, К. А. Некрасов

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

Аннотация: В рамках данной работы была реализована программная библиотека на языках программирования C/C++ и CUDA C. Центральное отличие предложенного в данной работе подхода к организации библиотеки для матричной алгебры на графическом процессоре, от подхода, описанного в статье [1], заключается в использовании системы классов под управлением matrixManagerDevice. Также в работе представлены механизмы обобщенного программирования матричных операций, т. е. механизмы, реализующие плотное взаимодействие матричных объектов, расположенных как в оперативной памяти под управлением центрального процессора (CPU), так и в памяти графического процессора (GPU). Результаты тестирования представленного программного обеспечения показывают, что приведенные изменения в устройстве библиотеки улучшают общую производительность и стабильности расчетов. В целом, данная работа представляет практическую значимость для многих областей, связанных с использованием вычислительной линейной алгебры, таких как машинное обучение, в частности, обучение глубоких нейронных сетей, молекулярная динамика, обработка больших объёмов данных и т. д.

Ключевые слова: распараллеливание алгоритмов, метод градиентного спуска, метод сопряженных градиентов, метод бисопряжённых градиентов.

Поступила в редакцию: 22.08.2025
Исправленный вариант: 24.10.2025
Принята в печать: 23.08.2025

DOI: 10.60797/IRJ.2025.160s.35