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Librairie CULA




Librairie CULA
CULA est une librairie d'algèbre linéaire exploitable et accélérée par les cartes graphiques GPU. Elle s'exécute sur des architectures GPU parallèles NVIDIA CUDA afin d'améliorer considérablement le temps de calcul des applications mathématiques complexes.

Pour les chercheurs, ingénieurs et développeurs, CULA présente de nombreux avantages :

  • Simple d'utilisation sans aucune expérience en programmation GPU CUDA requise
  • Plus de 150 routines mathématiques en algèbre linéaire disponibles
  • Une performance garantie grâce à l'accélération apportée par le GPU
  • Une interface simple et efficace d'utilisation afin d'exploiter facilement l'accélérateur GPU et intégrer les routines CULA dans vos codes écrits en C/C++, Fortran, Matlab ou Python
  • Une disponibilité pour toutes les plateformes supportées par NVIDIA CUDA (y sont incluses les versions 32 et 64 bits Linux, Windows et OS X)

Exemples d'utilisation de CULA en C++ et Fortran :

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La performance est la priorité n°1 de la librairie CULA pour :

  • La résolution de systèmes d'équations linéaires
  • La factorisation de matrices
  • La résolution par les moindres carrés
  • La résolution de problèmes aux valeurs propres
  • Les décompositions SVD (single value decompositions)


Quelques illustrations de la performance CULA en single et double précision :


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Les domaines d'applications de l'outil CULA sont nombreux, notamment :

Climatologie - L'objectif est de simuler les changements climatiques à l'échelle planétaire. Pour cela, les scientifiques s'appuient sur des simulations obtenues avec des codes de calculs complexes.  Avec l'exploitation des GPUs grâce à des librairies mathématiques comme CULA, les scientifiques effectuent des simulations de plus en plus nombreuses avec un temps beaucoup plus réduit.

Gaz et pétrole - L'objectif est de simuler les réservoirs de pétrole et de gaz. Ce type de simulation demande des calculs intenses faisant appel à des fonctions d'algèbre linéaire comme des factorisations LU. Grâce à l'exploitation GPU, pour des résultats plus rapides, l'utilisation de la factorisation LU de la librairie CULA est une solution adaptée.

Astrophysique - Dans le domaine de la simulation et de la modélisation de phénomènes astrophysiques, certaines opérations mathématiques telles que les décompositions de matrices, la résolution de problèmes d'optimisation et les opérations matricielles prennent beaucoup de temps. Les fonctions CULA d'algèbre linéaire accéléreront de manière significative ce type d'opérations.

Imagerie médicale - La reconstruction d'images se base sur des méthodes mathématiques complexes et coûteuses en temps. De nombreuses routines CULA sont utilisées dans la reconstitution d'images telles que les fonctions de décomposition SVD de matrices. CULA inclut une SVD permettant d'obtenir des résultats 2 fois plus rapidement, voir plus.

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