『壹』 MATLAB繪制曼德勃羅Mandelbrot集,並利用GPU加速
本文主要闡述了如何利用 MATLAB 繪制曼德勃羅集(Mandelbrot set),並結合 GPU 加速技術進行效率優化。在進行代碼編寫時,參考了 MATLAB 幫助文件和網頁資源,以實現不同計算策略的對比分析。
在硬體配置方面,本機裝備 AMD Ryzen5 3600 CPU 和 RTX 3060 GPU,通過調整 maxIterations、gridSize、xlim、ylim 參數,生成了曼德勃羅集圖像。在一系列實驗中,計算耗時從 9.89s 下降至 0.068s,性能提升達到了驚人的 144.6 倍。
為了進一步增強圖像的視覺效果,我們使用了 colormap 函數,提供了包括 parula、jet、hsv 等在內的多種顏色方案供選擇。在特定情況下,應用對數運算(count = log(count))可以提高圖像對比度,不過未採用時的圖像效果顯示,周圍小分支的清晰度有所下降。
與 GPU 相關的代碼文件,如 pctdemo_processMandelbrotElement.cu、.m、.ptx 等,位於 MATLAB 安裝路徑內。在使用 GPU 進行計算時,可能會遇到有關庫重編譯的警告和錯誤信息,例如:「The CUDA driver must recompile the GPU libraries because your device is more recent than the libraries. Recompiling can take several minutes. Learn more.」
官方解答指出,該問題與 CUDA 9.1 和新 Turing 代 GPU 相關,通常無需採取任何行動,只需忽略初始的警告或錯誤信息即可。在某些情況下,可能會遇到與 cublas 和 cuDNN 相關的一次性錯誤。一個永久性的解決辦法是在啟動腳本中加入以下內容:
將如下語句加入到 MATLAB 啟動腳本中,例如 Startup.m 文件內:
這將幫助屏蔽「DeviceLibsNeedsRecompiling」警告。然而,即便如此,在部分場景中,警告信息仍然可能出現。
除了上述內容,實驗還探索了使用不同迭代公式的曼德勃羅集生成,展示了多樣化結果。