Paral·lelització del codi del simulador de terratrèmols MudPy amb CUDA

Abstract

MudPy is an earthquake simulator developed by a team of geologists and geophysicists. It works well an serves its purpose, but it has some weaknesses, the main one being its relative poor performance. This problem limits its usefulness, since a normal simulation can take hours or even days. The main goal of this project is to parallelize part of MudPy's code with CUDA, so that simulations can work faster in those machines where a GPU is available. Since MudPy is mainly written in Python, Numba will be used, which is a platform that allows using all the power of CUDA directly in Python, without having to rewrite the code to C or C++. Other possible strategies to increase the performance are also explored.

MudPy és una aplicació per simular terratrèmols desenvolupada per un equip de geòlegs i geofísics. Funciona bé i compleix amb la seva tasca, però té algunes carències, la més important de les quals és la seva relativa lentitud. Aquests problemes en limiten la seva utilitat, ja que una simulació normal pot trigar hores o, fins i tot, dies. El principal propòsit d'aquest projecte es paral·lelitzar una part del codi del MudPy per a ser executada mitjançant CUDA, de manera que les simulacions puguin funcionar més ràpidament en aquelles màquines que disposin d'una GPU. Com que el MudPy està escrit principalment en Python, es farà servir Numba, una plataforma que permet aprofitar tota la potència de CUDA directament en Python, sense haver de migrar el codi a C o C++. També s'exploren altres possibles estratègies alternatives que permetin incrementar-ne el rendiment.

MudPy es una aplicación para simular terremotos desarrollada por un equipo de geólogos y geofísicos. Funciona bien y cumple con su tarea, pero tiene algunas carencias, la más importante de las cuales es su relativa lentitud. Estos problemas limitan su utilidad, ya que una simulación normal puede tardar horas o, incluso, días. El principal propósito este proyecto es paralelizar una parte del código del MudPy para ser ejecutada mediante CUDA, por lo que las simulaciones puedan funcionar más rápidamente en aquellas máquinas que disponer de una GPU. Como el MudPy está escrito principalmente en Python, se utilizará Number, una plataforma que permite aprovechar toda la potencia de CUDA directamente en Python, sin tener que migrar el código en C o C ++. También se exploran otras posibles estrategias alternativas que permitan incrementar el rendimiento.