Skip to main content
Erschienen in: The Journal of Supercomputing 3/2013

01.09.2013

Accelerating the Lyapack library using GPUs

verfasst von: Ernesto Dufrechu, Pablo Ezzatti, Enrique S. Quintana-Ortí, Alfredo Remón

Erschienen in: The Journal of Supercomputing | Ausgabe 3/2013

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Lyapack is a package for the solution of large-scale sparse problems arising in control theory. The package has a modular design, and is implemented as a Matlab toolbox, which renders it easy to utilize, modify and extend with new functionality. However, in general, the use of Matlab in combination with a general-purpose multi-core architecture (CPU) offers limited performance when tackling the sparse linear algebra operations underlying the numerical methods involved in control theory.
In this paper we extend Lyapack to leverage the computational power of graphics processors (GPUs). The experimental evaluation of a new CUDA-enabled solver for the Lyapunov equation, a crucial operation appearing in control theory problems, shows a significant runtime reduction when compared with the original CPU version of Lyapack, while retaining the usability of a Matlab-based implementation.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Alfaro P, Igounet P, Ezzatti P (2011) A study on the implementation of tridiagonal systems solvers using a GPU. In: Lin H, Alexander M, Forsell M, Knüpfer A, Prodan R, Sousa L, Streit A (eds) Proceedings of the XXX international conference of the Chileans computer science society (SCCC’2011). IEEE Press, New York Alfaro P, Igounet P, Ezzatti P (2011) A study on the implementation of tridiagonal systems solvers using a GPU. In: Lin H, Alexander M, Forsell M, Knüpfer A, Prodan R, Sousa L, Streit A (eds) Proceedings of the XXX international conference of the Chileans computer science society (SCCC’2011). IEEE Press, New York
2.
Zurück zum Zitat Antoulas A (2005) Approximation of large-scale dynamical systems. SIAM, Philadelphia MATHCrossRef Antoulas A (2005) Approximation of large-scale dynamical systems. SIAM, Philadelphia MATHCrossRef
3.
Zurück zum Zitat Benner P, Ezzatti P, Kressner D, Quintana-Ortí ES, Remón A (2010) Accelerating model reduction of large linear systems with graphics processors. In: Jónasson K (ed) 10th international conference on applied parallel and scientific computing (PARA 2010), Reykjavík, Iceland, June 6–9, 2010. Lecture notes in computer science, vol 7134. Springer, Berlin, pp 88–97. Revised selected papers. Part II CrossRef Benner P, Ezzatti P, Kressner D, Quintana-Ortí ES, Remón A (2010) Accelerating model reduction of large linear systems with graphics processors. In: Jónasson K (ed) 10th international conference on applied parallel and scientific computing (PARA 2010), Reykjavík, Iceland, June 6–9, 2010. Lecture notes in computer science, vol 7134. Springer, Berlin, pp 88–97. Revised selected papers. Part II CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Benner P, Ezzatti P, Kressner D, Quintana-Ortí ES, Remón A (2011) A mixed-precision algorithm for the solution of Lyapunov equations on hybrid CPU–GPU platforms. Parallel Comput 37(8):439–450 MathSciNetMATHCrossRef Benner P, Ezzatti P, Kressner D, Quintana-Ortí ES, Remón A (2011) A mixed-precision algorithm for the solution of Lyapunov equations on hybrid CPU–GPU platforms. Parallel Comput 37(8):439–450 MathSciNetMATHCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Gugercin S, Antoulas A (2003) A survey of balancing methods for model reduction. In: Proceedings of the European control conference (ECC 2003). Cambridge University Press, Cambridge. CD Rom Gugercin S, Antoulas A (2003) A survey of balancing methods for model reduction. In: Proceedings of the European control conference (ECC 2003). Cambridge University Press, Cambridge. CD Rom
8.
Zurück zum Zitat Naumov M (2011) Incomplete-LU and Cholesky preconditioned iterative methods using CUSPARSE and CUBLAS. Nvidia white paper Naumov M (2011) Incomplete-LU and Cholesky preconditioned iterative methods using CUSPARSE and CUBLAS. Nvidia white paper
9.
Zurück zum Zitat Nvidia Corporation (2012) CUSPARSE user guide 4.1 Nvidia Corporation (2012) CUSPARSE user guide 4.1
10.
Zurück zum Zitat Penzl T (1999) A cyclic low-rank smith method for large sparse Lyapunov equations. SIAM J Sci Comput 21(4):1401–1418 MathSciNetCrossRef Penzl T (1999) A cyclic low-rank smith method for large sparse Lyapunov equations. SIAM J Sci Comput 21(4):1401–1418 MathSciNetCrossRef
11.
Zurück zum Zitat Petkov P, Christov N, Konstantinov M (1991) Computational methods for linear control systems. Prentice Hall, New York MATH Petkov P, Christov N, Konstantinov M (1991) Computational methods for linear control systems. Prentice Hall, New York MATH
12.
Zurück zum Zitat Wachspress E (2000) ADI iteration parameters for the Sylvester equation. Available from the author Wachspress E (2000) ADI iteration parameters for the Sylvester equation. Available from the author
Metadaten
Titel
Accelerating the Lyapack library using GPUs
verfasst von
Ernesto Dufrechu
Pablo Ezzatti
Enrique S. Quintana-Ortí
Alfredo Remón
Publikationsdatum
01.09.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
The Journal of Supercomputing / Ausgabe 3/2013
Print ISSN: 0920-8542
Elektronische ISSN: 1573-0484
DOI
https://doi.org/10.1007/s11227-013-0889-8

Weitere Artikel der Ausgabe 3/2013

The Journal of Supercomputing 3/2013 Zur Ausgabe

Premium Partner