초록
본 연구에서는 Coloring 기법을 적용한 Gauss-Seidel 해법의 연산 성능을 분석하기 위해 2차원과 3차원 전도 열전달 문제를 다양한 격자 크기에서 해석하였다. 지배방정식의 이산화는 유한차분법과 유한요소법을 사용하였다. CPU의 경우에는 상대적으로 작은 격자계에서 연산 성능이 좋으며, 계산에 사용되는 메모리의 크기가 캐시메모리보다 크게 되면 연산 성능이 급격히 떨어진다. 반면에, GPU는 메모리 지연시간 숨김 특성으로 인하여 격자의 수가 충분히 많을 때 연산 성능이 좋다. GPU에 기반한 Colored Gauss-Seidel 해법은 단일 CPU를 이용한 연산에 비해서 각각 최대 7배의 속도 향상을 보인다. 또한, GPU 기반에서 Colored Gauss-Seidel 해법은 Jacobi 보다 약 2배 빠름을 확인하였다.
The performance of the colored Gauss-Seidel solver on CPU and GPU was investigated for the two- and three-dimensional heat conduction problems by using different mesh sizes. The heat conduction equation was discretized by the finite difference method and finite element method. The CPU yielded good performance for small problems but deteriorated when the total memory required for computing was larger than the cache memory for large problems. In contrast, the GPU performed better as the mesh size increased because of the latency hiding technique. Further, GPU computation by the colored Gauss-Siedel solver was approximately 7 times that by the single CPU. Furthermore, the colored Gauss-Seidel solver was found to be approximately twice that of the Jacobi solver when parallel computing was conducted on the GPU.