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Comparación de las herramientas de programación en paralelo opencl y cuda para la implementación de la propagación de la ecuación de onda acústica 3d con densidad constante basada en stencil

Resumen

El siguiente proyecto aporta a la apropiación tecnológica de plataformas heterogéneas, las cuales son utilizadas en aplicaciones que aprovechan las ventajas que ofrecen este tipo de plataformas respecto al enfoque de las plataformas de cómputo tradicionales. Al realizar aplicaciones en este tipo de plataformas resulta óptima la utilización de diferentes herramientas de programación como CUDA y OpenCL. En este trabajo de investigación se propone una implementación de una solución de la ecuación de onda acística con densidad constante por medio del método finite difference time domain (FDTD) con las herramientas CUDA y OpenCL, con el fin de realizar un análisis comparativo entre ellas. Inicialmente se plantea un estudio de las herramientas de programación donde se muestran las ideas básicas. Luego se estudia la complejidad computacional del algoritmo a implementar y basado en ello se muestra la ganancia que se obtendrá al implementar de forma paralela dicho algoritmo. Luego se muestran los kernels que se crearon para realizar la solución de la ecuación y por íltimo se realiza el análisis comparativo de métricas como tiempos de ejecución, occupancy, exactitud y forma de programación. De esto se obtiene que OpenCL tiene una solución 5,56873 % más exacta que CUDA, además se encuentra que OpenCL presenta un mejor desempe˜no que CUDA en ciertos kernels debido al nivel donde se programa, pero eso mismo hace que tenga un desempe˜no 4,82315 % más bajo en el tiempo global de la aplicación. La occupancy de los kernels que se encuentra es la misma debido que se intentan programar de la misma manera para que exista una comparación justa.