ESTRATEGIA COMPUTACIONAL PARA REDUCIR TIEMPOS DE EJECUCIÓN EN LA PROPAGACIÓN DE UNA ONDA DE ELECTROMAGNÉTICA 3D UTILIZANDO GPU’S Y FDTD

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dc.contributor.advisorSerrano Luna, Jheyston Omar
dc.contributor.advisorRamírez Silva,Ana Beatriz
dc.contributor.authorLadino Cáceres; William Esteban
dc.contributor.evaluatorAguilera Bermudez, Ernesto
dc.contributor.evaluatorSalamanca Becerra, William Alexander
dc.date.accessioned2023-03-13T15:12:00Z
dc.date.available2023-03-13T15:12:00Z
dc.date.created2023-03-12
dc.date.issued2023-03-12
dc.description.abstractLa simulación de modelos físicos, matemáticos y geológicos son de gran importancia porque permiten predecir el comportamiento de sistemas complejos. Entre los modelos simulados más utilizados destacan, la propagación de ondas electromagnéticas, fluidos, diferencias finitas, elementos finitos, optimización, geotérmicos, terremotos, entre otros. La simulación de una onda electromagnética requiere de grandes cantidades de memoria RAM y amplios tiempos de ejecución, por ello en esta investigación se busca optimizar el uso de estos recursos a partir de una estrategia computacional y de transferencias asincrónicas. En este sentido, primero, se realiza una discretización de la ecuación de onda electromagnética 3D utilizando el método FDTD; segundo, a partir de la discretización se genera un algoritmo para la propagación de la onda; tercero, se implementa la primera estrategia, que consiste en la descomposición de dominio programada en dos GPU's conectadas a través del puerto PCI Express por medio de MPI; cuarto, se aplica la segunda estrategia en la cual se utilizan transferencias asincrónicas. Los resultados muestran que la primera estrategia presenta mejoras en los tiempos de ejecución de hasta un 32 % y permite que la simulación se lleve a cabo sobre dominios del doble de la capacidad permitida por la memoria RAM, en comparación con la ejecución de una sola GPU. La segunda estrategia permite mejorar un 10 % el tiempo de ejecución con respecto a la anterior.
dc.description.abstractenglishThe simulation of physical, mathematical, and geological models is of great importance because it allows predicting the behavior of complex systems. Among the most commonly used simulated models are electromagnetic wave propagation, fluids, finite differences, finite elements, optimization, geothermal, earthquakes, among others. The simulation of an electromagnetic wave requires large amounts of RAM memory and lengthy execution times. Therefore, this research seeks to optimize the use of these resources through a computational strategy and asynchronous transfers. First, the 3D electromagnetic wave equation is discretized using the FDTD method; second, an algorithm for wave propagation is generated from the discretization; third, the first strategy is implemented, which consists of domain decomposition programmed on two GPUs connected through the PCI Express port via MPI; fourth, the second strategy is applied, which uses asynchronous transfers. The results show that the first strategy presents improvements in execution times of up to 32%, and allows the simulation to be carried out on domains twice the capacity allowed by the RAM memory, compared to the execution on a single GPU. The second strategy improves execution times by 10% compared to the previous one.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Electrónico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/12515
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Electrónica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectHPC
dc.subjectGPU
dc.subjectDESCOMPOSICIÓN DE DOMINIO
dc.subjectTRANSFERENCIAS ASINCRÓNICAS
dc.subjectSTREAMS
dc.subjectPROGRAMACIÓN EN PARALELO
dc.subjectCUDA
dc.subjectONDA ELECTROMAGNÉTICA
dc.subject.keywordHPC
dc.subject.keywordGPU
dc.subject.keywordDOMAIN DECOMPOSITION
dc.subject.keywordASYNCHRONOUS TRANSFERS
dc.subject.keywordSTREAMS
dc.subject.keywordPARALLEL PROGRAMMING
dc.subject.keywordCUDA
dc.subject.keywordELECTROMAGNETIC WAVE
dc.titleESTRATEGIA COMPUTACIONAL PARA REDUCIR TIEMPOS DE EJECUCIÓN EN LA PROPAGACIÓN DE UNA ONDA DE ELECTROMAGNÉTICA 3D UTILIZANDO GPU’S Y FDTD
dc.title.englishCOMPUTATIONAL STRATEGY TO REDUCE EXECUTION TIMES IN 3D ELECTROMAGNE- TIC WAVE PROPAGATION USING GPU’S AND FDTD
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Electrónica