[研究筆記] Meetong前，CUDA與平行運算準備

此刻，我正興奮不已。

距離 9/13 (五) Meeting 還有兩天，進度嚴重落後，但我卻無心準備 Meeting 的文件工作，乃至實驗室的藥品與財產清點都懶得處裡。


拜老師所賜，這幾天卯足全進加速研究準備工作，但得知套軟 Material Explorer 似乎無法滿足我們模擬工作需求；最壞打算是自己寫程式，因此重新搜尋加速 Matlab 或 C++ 的手段。


Matlab 的部分，由於最簡便最有效也最有希望的選項就是 CUDA，用顯示卡平行化運算資料，提升數十乃至數百倍的效能。

Matlab 雖有提供套件，但須購買，不貴，但堪用性尚待商榷；Matlab 也內建有少數 GPU 運算所需函式，可惜顯卡支援性太低，已經考慮另外採買；另一選項是 GPUmat，開源免費的 CUDA 函式庫，只是無法順利使用，推測仍為顯卡支援性的問題。

另外 C++ 的部分，CUDA 的撰寫十分麻煩，若要另外學的話只怕心有餘而時間不足；目前考慮的選項是 CPU 平行運算，效能的提升大約是8倍(8個執行序)；Matlab 原本便有 CPU 平行運算的能力，但 C++ 無，得自行撰寫，不難，只是需要練習。


考慮到 C++ 本身執行速度較 Matlab 快，但是 CUDA 卻又比平行處理快，因此兩個選項可說是個有優缺。孰優孰劣，我迫切地想知道，無奈解決顯卡問題之前，Matlab 無從測試。

但一想到原本需計算數天的模擬工作，只需數小時，甚至幾十分鐘便可完成，我便興奮難耐。究竟實驗室這部電腦的極限在哪裡？抑或我的 CUDA 夢只是笑話一場？

我預計 Meeting 結束後準備一份運算測試，內容包括一個很大的隨機矩陣，先自己進行元素線性處理，再套入exp(-x)的運算，模仿分子模擬的運算過程，目的是測試 C++ 與 Matlab 加速前與後的效能差異，決定使用的工具。


我知道老師對於我們進度落後一事十分光火，我自己也覺得現階段的準備工作比預計的久多了，但是，正邁入高潮。

[研究筆記] 研究方向

本研究分為兩階段實行：

1. 建立簡化模型，並以分子模擬方法驗證
2. 探討不同因子對雷射鑽孔結果影響，並以以實驗設計方法建立回歸模型

首先，通過分子模擬法(套軟or自寫)，測試完整與簡化模型再同樣雷射穿擊條件下，其模擬結果是否相同或具有相關性。若然，則進行第二步驟；進行不同深度的模擬，以不同雷射條件進行模擬並研究雷射條件與通孔深度、殘留應力、溫度變化等關係；並以實驗設計方法建立回歸模型，以利日後研究或工業應用。


第零周(09/09 ~ 09/13)工作：
除開始撰寫論文之簡介、動機、文獻回顧與大綱之外，盡速尋找模擬工作需之條件

1. 模擬尺度：尺寸、數量、時間、溫度、壓力
2. 原子排列：排列座標、間隔距離
3. 勢能函數：原子互動之勢能
4. 雷射機制：雷射光斑大小、動能轉換之機制、反射作用

並著手以最小薄層進行第一次模擬，目的是為了驗證軟體可作用，若時間允許則再進行簡化模型的模擬。

09/13 (五) 跟老師討論，報告工作成果