GPU 高速帄行運算「計算統一設備架構(CUDA)」在地形插值演算及地質建模應用之初步研究

詮釋資料

內文

因應視覺上高品質擬真顯示之不斷需求，研發顯示技術暨顯示卡公司，藉由尖端技術開發顯示處理晶片（繪圖運算單元，GPU），並以平行運算技術封裝數顆單元為一處理器，並普及至一般個人工作站或個人電腦。為擴展其「平行運算」之使用範疇，遂有GPGPU 之國際型開源（Open Source）計畫組織，導入該繪圖運算單元做為一般用途之電腦計算。nVidia 公司推出之「計算統一設備架構(CUDA)」即為利用繪圖單元強大之簡易平行運算能力，以做為數值計算之基礎架構，使一般工作站或個人電腦有機會替代大型電腦運算中心，進行海量數值運算，該能力即有機會導入地質領域，用以解決地形視覺化運算或地質建模上繁重之數值計算工作。

在地質資訊體系中，地質建模或地質資料處理凿括地表地形及地下之實體材質。然不論前者或後者，在地質建模過程皆需處理大量的資料網格計算、內插計算、統計分析等，最後以三維仿真型式呈現建模成果，或最終將地表地質分布投影在二維平面上成圖。該相關之插值、統計等線性組合即為矩陣運算，而最終投影過程亦為一矩陣轉換，是故各項計算皆有利CUDA 之導入，並為之平行運算加速。本研究將給出初步海量網格資料之地形插值成果案例，探討該CUDA 導入之適用性，並討論受資料結構或演算法因素所造成平行運算之難點。