افزایش شتاب الگوریتم ذرات با استفاده از چارچوب کودا

الگوریتم بهینه سازی ذرات از جمله روش های فراابتکاری است که به صورت گسترده در حل مسائل بهینه سازی به کار گرفته می شود. الگوریتم بهینه سازی ذرات از رفتار پرندگان در پرواز الگوبرداری شده است و به عنوان یک روش فراابتکاری با همگرایی و دقت مناسب شناخته شده است. یکی از چالش های مهم الگوریتم های فراابتکاری از جمله الگوریتم بهینه سازی ذرات زمان اجرای آن در حل مسائل بهینه سازی پیچیده است و در این مسائل به علت تعداد ابعاد مسئله و پیچیدگی تابع هدف زمان یافتن جواب بهینه توسط روش های فراابتکاری و از جمله الگوریتم ذرات قابل توجه است. این مشکل زمانی بیشتر می شود که برای توابع هدف پیچیده نیاز است اندازه جمعیت به قدر کافی بزرگ در نظر گرفته شود تا فضای مسئله پیمایش مناسب شده و نقاط بهینه محاسبه شوند و این مستلزم محاسبات بیشتر بوده و زمان اجرای الگوریتم را افزایش می دهد. ماهیت الگوریتم های نظیر بهینه سازی ذرات موازی است زیرا اعضای جمعیت تا حدود زیادی به صورت مستقل فضای جستجوی مسئله را مورد پیمایش قرار می دهند. در این پژوهش یک روش موازی سازی جدید برای تسریع محاسبات الگوریتم بهینه سازی ذرات ارایه شده است که از ریزهسته های پردازنده گرافیکی و در چارچوب کودا استفاده می نمایند. روش پیشنهادی یک اشاره گر یا آرایه از جمعیت اولیه را از حافظه اصلی به حافظه سراسری منتقل نموده تا زمان انتقال کمینه شود و از طرفی از یک هسته (هسته) برای به روزرسانی سرعت و موقعیت ذرات استفاده می نمایند تا سوئیچ های بین ریسه ها به حداقل ممکن کاهش و کارایی الگوریتم موازی افزایش یابد. نتایج ارزیابی ما بر روی مجموعه ای از توابع ارزیابی نشان می دهد حداکثر شتاب به دست آمده در روش پیشنهادی و با پردازنده گرافیکی Geforce ۷۱۰M در حدود ۲۶ برابر پردازنده اصلی است.

Keywords:

موازی سازی , واحد پردازش گرافیکی , الگوریتم های تکاملی , الگوریتم بهینه سازی ذرات