基于GPU加速的高斯牛顿法全波形反演

针对高斯牛顿法地震全波形反演计算量大、计算速度慢的问题,采用图形处理器(GPU)对其加速。高斯牛顿法全波形反演耗时主要集中在波形正演模拟和矩阵乘法计算两个方面,而波形正演算法和矩阵乘法计算在算法特性上都满足并行性的要求。对于波形正演模拟的加速,研究并实现了基于CUDA平台的时域有限差分(FDTD)正演算法。对于矩阵乘法的加速,直接使用计算能力很强的CUB-LAS库来完成计算。在台式PC上对不同模型大小的反演区域做合成数据反演,所用显卡型号为GTX650ti,程序速度提升10~30倍,且随着模型增大,程序的加速比将进一步提高。二维Overthrust截取模型反演算例表明时间成本已经不再是影响高斯牛顿法全波形反演发展的主要问题。