Optimización de modelo de Heisenberg para GPU

Abstract

El trabajo consiste en optimizar una simulación de un modelo de Heisenberg. Se realizaron dos implementaciones en C++, una optimizada para CPU y otra para GPU, junto con una visualización gráfica. Se analizan diferentes factores que afectan al desempeño de la simulación y cómo obtener mejoras en performance haciendo modificaciones en el manejo de los datos, permitiendo un uso más eficiente del hardware y habilitando simulaciones de mayor tamaño. Esta simulación es la herramienta de trabajo de Orlando Billoni. Cuando empezamos el trabajo, en la máquina que tenía para correr, una simulación típica tardaba entre 6 y 8 horas, ahora en GPU tarda 13 minutos, es 27x más rápido, con lo cual Billoni ahora puede hacer 27 veces más experimentos o experimentos más grandes.

This work's goal is to optimize a Heisenberg model simulation. Two implementations were developed in C++, one optimized to run in CPU and the other to run in GPU, complemented with a graphic visualization. Many aspects that affect the performance are taken into account and how to improve performance with more efficient data handling techniques, allowing for a more efficient use of the available hardware and enabling bigger simulations. This simulation is Orlando Billoni’s research tool. When we started this work, on the hardware available to him, a typical simulation would last between 6 and 8 hours, now running in a GPU it takes 13 minutes. This is 27 times faster which allows him to do 27 times more experiments or bigger simulations.