多GPU异构模型实现放射治疗中卷积/积分算法的快速计算
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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DOI：
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
侯氢
中科院分区：
文献类型：
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作者：
赖佳路;宋莹;周莉;白雪;侯氢
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。