中国算法突破：使Nvidia GPU在科学应用中效率飙升800倍，也有俄罗斯的贡献

一项由中国和俄罗斯研究人员联合开发的创新算法，成功将Nvidia GPU在复杂科学计算中的性能提升了800倍，为多个行业提供了解决复杂机械挑战的新方案。

这项突破性研究由深圳MSU比特大学（莫斯科国立罗蒙诺索夫大学与北京理工大学合作机构）的团队完成，旨在优化“围动力学”（Peridynamics, PD）的计算效率。围动力学是一种用于模拟材料断裂和损伤的非局部理论，广泛应用于航空航天、土木工程和军事领域。然而，传统的PD模拟需要庞大的计算资源，使得大规模研究进展缓慢且成本高昂。

杨洋副教授及其团队通过利用Nvidia的CUDA技术，优化了算法设计和内存管理，显著提升了计算效率。他们的PD-General框架在Nvidia RTX 4070 GPU上运行时，性能比传统的串行程序快800倍，比基于OpenMP的并行程序快100倍。在大规模模拟中，该算法仅用5分钟就完成了4000次迭代步骤，而在处理6985万次迭代的2D单轴拉伸问题时，仅需2分钟。

这一突破意味着研究人员现在可以使用消费级GPU进行复杂模拟，而不再依赖昂贵的高性能计算集群。这一进展对多个行业具有深远影响：

航空航天与国防：改进飞机结构的材料应力和失效模型。

工程与制造：更高效地测试建筑和工业材料的性能。

军事研究：加速开发抗冲击材料以增强防御系统。

此外，这一技术突破还减少了对受限制的外国高端计算硬件的依赖。在当前贸易限制和制裁的背景下，这一进展为中国和俄罗斯在不依赖西方技术的情况下推进科学研究提供了可能性。

这项研究标志着计算力学领域的重大进步，为材料科学、工程和国防应用提供了更快、更经济的模拟解决方案。研究团队认为，这种优化方法不仅限于围动力学，还可以扩展到其他科学计算领域，进一步提升GPU的性能表现。该研究成果已于2025年1月8日发表在《中国计算力学杂志》上。

原文地址：https://www.tomshardware.com/pc-components/gpus/chinese-algorithm-claimed-to-boost-nvidia-gpu-performance-by-up-to-800x-for-advanced-science-applications