Aplicación de unidades de procesamiento gráfico como alternativa para el cómputo de alto rendimiento

Abstract

The trend today in the world of computing is the use of parallel and distributed computing. The use of these computational technologies is because the human being every day must have more powerful elements that support solving problems facing society. These solutions often require the use of mathematical models, which must be analyzed under different scenes, which implies a very large computation time, which may be associated days, months or even years. Parallel processing is the application of two or more processing elements in one solution of computational problem. Traditionally parallel computing has evolved through the use of multiprocessor architectures and multicomputers. The multicomputer architectures are associated with the use of several computers connected of computer network, where one of them is responsible for distributing processes and data to other computers; in the case of the multiprocessor architecture has to a single computer you may have multiple processing elements, which can be cores or processors. Recently the video games industry has introduced the use of graphics processing units, GPU´s (graphics processing units), this consist of graphic card with a lots of multi processors, which may act simultaneously on solving a problem. In this paper the use of GPU´s translates in a solution to the problems of algebra, nonlinear and time-varying. Specifically, the use of technology GPU´s in the process of integrating the set of ordinary differential equations representing the dynamics of a grid is proposed.

La tendencia en la actualidad en el mundo de la computación es el uso de cómputo paralelo y distribuido. El uso de estas tecnologías computacionales obedece a que el ser humano cada día tiene que tener elementos más poderosos que le apoyen a resolver los problemas que enfrenta la sociedad. Estas soluciones muchas ocasiones requieren el uso de modelos matemáticos, los cuales deber ser analizados bajo diferentes escenarios, lo cual implica un tiempo de cómputo muy grande, el cual puede estar asociado a días, meses o incluso años. El procesamiento en paralelo es la aplicación de dos o más elementos de proceso en la solución computacional de un problema. Tradicionalmente el cómputo en paralelo se ha desarrollado a través del uso de las arquitecturas multicomputadores y multiprocesadores. Las arquitecturas multicomputadores están asociadas al uso de varias computadoras conectadas a través de algún tipo de red de cómputo, en donde una de ellas se encarga de repartir procesos y datos a las demás computadoras; en el caso de la arquitectura multiprocesador se tiene que una sola computadora se pueden tener varios elementos de proceso, los cuales pueden ser núcleos o procesadores. Recientemente la industria de los vídeo juegos ha introducido el uso de las unidades gráficas de procesamiento, GPU´s (Unidades de Procesamiento Gráfico), las cuales consisten en tarjetas que tienen un gran número de procesadores, los cuales pueden actuar de manera simultánea en la solución de un problema. En este trabajo se presenta el uso de GPU´s en la solución al problema de análisis en estado estable de redes eléctricas de gran escala con componentes lineales, no lineales y variantes en el tiempo. Específicamente se propondrá el uso de la tecnología de las GPU´s en el proceso de integración del conjunto de ecuaciones diferenciales ordinarias que representan la dinámica de una red eléctrica.