多GPU异构模型实现放射治疗中卷积/积分算法的快速计算

赖佳路; 宋莹; 周莉; 白雪; 侯氢

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多GPU异构模型实现放射治疗中卷积/积分算法的快速计算

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卷积/积分(Convolution/Superposition,CS)算法是精度仅次于蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)的光子线剂量计算算法.该算法的计算速度远远快于蒙特卡罗算法,但仍不能完全满足临床放射治疗要求.借助单颗图形显卡GPU(Tesla C1060)对CS算法进行加速后,与传统的CPU串行计算相比,计算速度可以提高60倍,单野计算时间达到1 min左右,能适用于简单的三维适形计划(3DCRT),但无法满足调强放射治疗计划(Intensity Modulated Radiation Therapy,IMRT)的速度要求.本文通过设计"CPU+多GPU"异构模型加速方案,探讨使用不同GPU个数的加速情况.结果表明:CS算法加速倍数与GPU使用个数并非呈线性关系,通过合理选择GPU的使用数量和程序代码优化可达到相关计算的速度要求;基于中高端的Tesla C2015 GPU,采用"CPU+7个GPU"模型的CS算法,单野计算时间缩减到9 s,与单用CPU相比能提高207倍,可满足临床调强计划设计要求.

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来源
《核技术》 |2021年第12期|20-26|共7页
作者
赖佳路; 宋莹; 周莉; 白雪; 侯氢;
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作者单位

四川大学华西医院放疗科成都 610041;

四川大学华西医院放疗科成都 610041;

四川大学华西医院放疗科成都 610041;

四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室成都 610064;

四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室成都 610064;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类 TL72;
关键词
卷积/积分算法; 多GPU; 剂量计算;

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