Repositório Institucional da Unipampa: Acelerando uma aplicação de simulação computacional para o processo de ablação por radiofrequência usando GPU
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Título: Acelerando uma aplicação de simulação computacional para o processo de ablação por radiofrequência usando GPU
Autor(es): Miletto, Marcelo Cogo
Resumo: A simulação computacional é uma importante ferramenta para a pesquisa científica atual. A viabilidade do uso da simulação em um dado cenário depende de uma representação computacional eficiente. Desta forma, neste trabalho é estudada a aplicação Radiofrequency Ablation Finite Element Method (RAFEM), que foi desenvolvida com o intuito de simular o procedimento clínico de Ablação por Radiofrequência (RFA). Um problema existente na implementação desta aplicação é o elevado tempo de execução envolvido em uma única simulação. Assim, o presente trabalho tem como objetivo alcançar uma redução no tempo total de espera pela computação dos resultados numéricos da aplicação para que seu uso seja viável em um ambiente clínico. Para tanto, foi necessário analisar e estudar a estrutura do programa a fim de evidenciar as ferramentas e estratégias que irão auxiliar neste processo. Como metodologia, foi adotado um processo de desenvolvimento iterativo voltado à aplicações paralelas, a fim de coordenar esta tarefa e gerar versões paralelas do código a fim de se reduzir o tempo total de execução. Com a utilização deste processo aliado com o uso de bibliotecas de código aceleradas por GPU, foi possível gerar diferentes versões paralelas da aplicação de forma iterativa, adicionando melhorias a cada nova versão. Os resultados obtidos com a última versão gerada mostraram que foi possível reduzir o tempo de computação em até 27 vezes, mantendo os resultados numéricos gerados equivalentes aos gerados pela versão original, tornando assim o uso da aplicação RAFEM mais viável ao reduzir o tempo de espera pelos resultados.
Abstract: Computer simulation is a tool of great importance in the scientific research field nowadays. The use of this tool depends on an efficient computational representation to make its use viable. Thus, in this work we study and analyze the RAFEM application which was developed aiming to simulate the RFA clinical procedure. An existing problem in this program is the high execution time involving a single simulation. Thus, the present work aims to achieve a reduction in the total waiting time for computing the numerical results of the application so that its use is feasible in a clinical environment. As a methodology, it was adopted an iterative development process aimed at parallel applications, in order to coordinate this task and generate parallel versions of the code for reducing the total execution time. Using this process allied to the use of GPU-accelerated code libraries, it was possible to generate different parallel versions of the application in an iterative way, adding improvements to each new version. The results obtained with the last version generated showed that it was possible to reduce the computation time by up to 27 times, maintaining the numerical results generated equivalent to those produced by the original version, thus making the use of the RAFEM application more feasible by reducing waiting time for the results.
Citação: MILETTO, Marcelo Cogo. Acelerando uma aplicação de simulação computacional para o processo de ablação por radiofrequência usando GPU. Orientador: Claudio Schepke. 83 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciência da Computação) – Universidade Federal do Pampa, Campus Alegrete, Alegrete, 2018.