Sperimentazione e valutazione di OpenCL su piattaforme parallele per un metodo a volumi finiti per le acque basse

La simulazione di problemi scientifici e ingegneristici richiede grandi capacità computazionali, questa tesi mostrerà l'uso dello standard OpenCL (Open Computing Language) per il calcolo su hardware parallelo di diverso tipo (quindi anche dispositivi come GPU programmabili oltre a CPU multicore) in un'implementazione parallela sviluppata a questo scopo per la soluzione del problema di simulazione noto come “equazioni delle acque basse” o, in inglese, “shallow water equations”. CPU parallele e GPU programmabili sono entrambe dotate di parallelismo a livello hardware, ed entrambe sono sempre più diffuse, e in questa tesi si mostrerà quindi come è stato utilizzato OpenCL per migliorare le prestazioni tramite la parallelizzazione del codice (e l'esecuzione su tale hardware) della soluzione dello schema di simulazione bidimensionale delle equazioni delle acque basse (denominate in inglese “2D shallow water equations”), questo in particolar modo su GPU effettuando quindi quello che viene definito GPU computing. Dopo la spiegazione del modello utilizzato per la simulazione, dell'algoritmo per la sua risoluzione, dell'origine del calcolo parallelo, del significato di GPU computing, della sua storia, dello standard OpenCL e delle differenze tra CPU e GPU si presenteranno diverse versioni equivalenti utilizzanti calcolo parallelo tramite OpenCL con la spiegazione delle peculiarità di ognuna. In seguito saranno presentati i risultati sperimentali dell'esecuzione su diversi dispositivi (sia CPU sia GPU, sia su personal computer sia su server) e infine possibili sviluppi dell'utilizzo di OpenCL in questo problema di simulazione.