c - 如何分叉几个孩子同时计算动态过程的几个时间步长

Question

我认为答案是“做不到”，但我不想在不穷尽所有可能性的情况下对项目进行编程。这里有更多细节......

我已经成功编写了一个模拟，它的输出是一个动画 gif，其中的帧在一个时间步之后显示模拟系统的配置时间步。但是在这个成功的案例中，时间步长可以独立计算，即有一个封闭形式的解决方案，所以我不需要时间步长t的结果来计算t+dt等的结果。所以我分叉了几个，比如说n , t,t+dt,t+2dt,...,t+( n-1 )dt的子进程，等待它们全部完成，然后按时间顺序组装 gif 帧。工作正常。

但在这种新情况下，动力系统更加复杂，如果不先数值计算时间步t ，就无法计算时间步t+dt。也就是说，没有封闭形式的解决方案。所以在我看来这个问题是不可并行的，并且没有重要的方法可以利用多个核心。（当t+dt正在计算时，我可以让一个孩子为时间步t组装 gif 框架，但这无关紧要。）我希望这是错的吗？在这种情况下，有没有什么有用的方法可以利用多核？

标签： calgorithmmathforkphysics

Answer 1

我以前模拟过时间相关的物理过程，我知道尽可能加快这个过程是可取的。尽管每个时间步的相互依赖性使并行化变得困难，但如果不是不可能的话，您仍然可以尝试在每个时间步内并行一些计算。

• 每个时间步的算法中是否有可以并行化的循环？

• 如果没有循环，每个时间步内的计算是否可以分成可以独立进行的部分？然后，您可以要求不同的内核同时执行这些操作。

• 如果您有不同的参数/设置要尝试（通常用于发表学术论文，需要进行一些参数扫描以生成绘图），您可以并行化这些参数吗？通过这种方式，时间依赖性将不复存在。

• 如果尚未由专门从事此操作的库处理，您是否有可以使用 CPU 的某些 SIMD 功能（除了使用多核之外）来加速的数组/矩阵操作？