الگوریتم جدید چینی ادعا می‌کند که می‌تواند عملکرد پردازنده‌های گرافیکی انویدیا را تا ۸۰۰ برابر برای کاربردهای علمی پیشرفته بهبود ببخشد.
به گزارش تکناک، پژوهشگران دانشگاه Shenzhen MSU-BIT الگوریتم محاسباتی جدیدی توسعه داده‌اند که کارایی پردینامیک، نظریه‌ای غیرمحلی برای مدل‌سازی شکست و آسیب مواد را افزایش چشمگیری می‌دهد. این روش عملکرد محاسباتی را تا ۸۰۰ برابر بهبود بخشیده و سرعت شبیه‌سازی‌های مواد در مقیاس وسیع را به‌شدت افزایش داده است.
تامزهاردور می‌نویسد که پردینامیک به‌طور گسترده در پیش‌بینی شکست مواد در صنایع هوافضا و مهندسی عمران و سامانه‌های دفاعی به کار می‌رود. بااین‌حال، روش‌های سنتی شبیه‌سازی پردینامیکی به منابع محاسباتی گسترده‌ای نیاز دارند که انجام مطالعات در مقیاس بزرگ را زمان‌بر و پرهزینه می‌کند. دکتر یانگ یانگ و تیم پژوهشی او با بهره‌گیری از فناوری CUDA شرکت انویدیا، طراحی الگوریتم و مدیریت حافظه را بهینه‌سازی کرده‌اند تا این محدودیت برطرف شود.
چهارچوب PD-General که این گروه توسعه داده است، در پردازنده گرافیکی انویدیا RTX 4070 عملکردی تا ۸۰۰ برابر سریع‌تر از برنامه‌های سریال سنتی و ۱۰۰ برابر سریع‌تر از برنامه‌های موازی مبتنی‌بر OpenMP ارائه کرده است. در شبیه‌سازی‌های بزرگ‌مقیاس با میلیون‌ها ذره، این الگوریتم توانسته است ۴,۰۰۰ مرحله تکراری را در پنج دقیقه پردازش کند. همچنین، در حل مسائل کشش یک‌محوره دوبعدی، ۶۹/۸۵ میلیون تکرار را در کمتر از دو دقیقه با استفاده از دقت عددی تک‌حسابی انجام داده است.
این پیشرفت در کارایی محاسباتی به پژوهشگران امکان می‌دهد تا بدون نیاز به سامانه‌های محاسباتی پیشرفته و گران‌قیمت، شبیه‌سازی‌های پیچیده را روی پردازنده‌های گرافیکی معمولی انجام دهند. این قابلیت تأثیر بسزایی بر صنایع نیازمند به تحلیل دقیق مواد خواهد گذاشت.
در صنعت هوافضا و سامانه‌های دفاعی، این الگوریتم می‌تواند مدل‌سازی تنش و شکست مواد در سازه‌های هوایی را بهبود ببخشد. در حوزه مهندسی و تولید، کارایی در آزمایش مواد برای کاربردهای صنعتی و ساختمانی افزایش می‌یابد. همچنین در تحقیقات نظامی، این روش می‌تواند روند توسعه مواد مقاوم در برابر ضربه برای سامانه‌های دفاعی را تسریع کند.
قابلیت اجرای شبیه‌سازی‌های پیشرفته روی پردازنده‌های گرافیکی رایج، نیاز به سخت‌افزارهای محاسباتی پیشرفته و محدودشده خارجی را کاهش می‌دهد. با توجه به محدودیت‌های تجاری و تحریم‌های بین‌المللی، این پیشرفت به چین و روسیه امکان می‌دهد که بدون وابستگی به فناوری‌های محاسباتی غربی، تحقیقات خود را پیش ببرند.
این دستاورد گامی مهم در حوزه مکانیک محاسباتی به شمار می‌رود و راه را برای شبیه‌سازی‌های سریع‌تر و در دسترس‌تر در علوم مواد و مهندسی و سامانه‌های دفاعی هموار می‌کند. یافته‌های این پژوهش در ژورنال محاسبات مکانیکی چین در ۸ ژانویه ۲۰۲۵ منتشر شده است و پژوهشگران بر این باورند که این بهینه‌سازی علاوه‌بر پردینامیک، می‌تواند عملکرد پردازنده‌های گرافیکی را در سایر محاسبات علمی ارتقا دهد.
