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龍圖騰網獲悉電子科技大學申請的專利一種基于GPU并行處理的動態負載均衡方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN119806813B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202411848567.4，技術領域涉及：G06F9/50；該發明授權一種基于GPU并行處理的動態負載均衡方法是由郭勝龍;劉曉倩;金曉林;黃桃;蔡文勁設計研發完成，并于2024-12-16向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種基于GPU并行處理的動態負載均衡方法在說明書摘要公布了：本發明屬于高功率微波防護領域，具體涉及一種基于GPU并行處理的動態負載均衡方法。本發明通過實時調整GPU線程塊與計算網格之間的映射關系，提出了一種動態負載均衡算法，有效應對MCC模擬中粒子分布高度不均勻的問題。該方法通過評估各線程塊所負責的粒子數量，動態分配計算資源，確保每個線程塊處理的粒子數量盡可能均衡，避免線程塊過載或線程塊閑置導致的計算資源浪費。針對電離碰撞過程中粒子數量和分布的不斷變化，本發明每隔一段時間Ttime動態調整線程塊分配策略，能夠始終保持計算負載的均衡分配，從而顯著提高GPU并行效率和整體性能。解決了現有MCC模擬電離碰撞計算效率低的問題。

本發明授權一種基于GPU并行處理的動態負載均衡方法在權利要求書中公布了：1.一種基于GPU并行處理的動態負載均衡方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1、模擬區域劃分； 將模擬區域劃分劃分為N個子區域，每個子區域由若干連續的網格組成，網格的集合定義為線程塊網格集合，記為Gi，其中i是線程塊的索引，N與線程塊總數一致；i＝0,1,2,…,N-1； 設模擬區域包含的網格總數為M＝Nx×Ny×Nz，Nx、Ny和Nz分別依次對應為x、y和z方向上的網格數量；則每個子區域平均分配的網格數量表示為MN； 每個網格包含的粒子計數數組S由模擬初始條件和粒子分布函數決定，粒子數量會隨著模擬過程動態變化；為每個子區域分配一個線程塊，每個線程塊負責其分配的子區域內所有網格及其粒子的碰撞任務；定義一個全局粒子數組用于存儲當前所有粒子的信息； 步驟2、線程塊到網格的初始映射； 遍歷所有粒子，依據粒子在三維空間中的位置確定其所屬網格的索引，統計每個網格中的粒子數，得到粒子計數數組S； 基于粒子計數數組S，計算每個網格中粒子在全局粒子數組中的起始偏移量O，該過程通過累加前一個網格的起始偏移量和網格內的粒子數量實現，具體表示為： 其中j為網格索引，取值范圍為j＝0,1,2,…,M-1；Sj表示第j個網格中的粒子數量，Oj表示第j個網格在全局粒子數組中的起始偏移量； 步驟3、動態負載均衡調整； 統計所有線程塊需處理的總粒子數T，根據總線程塊個數N計算出每個線程塊的目標粒子數Pexp，具體表示為： 該目標粒子數表示在理想負載均衡情況下，每個線程塊應處理的期望粒子數； 遍歷每個線程塊，累計其負責的所有網格內的粒子數量C： Ci＝∑Sj3 其中，Ci為第i個線程塊負責的粒子總數；將Ci與目標粒子數Pexp進行比較： 當Ci＞Pexp時，逐步減少其負責的網格數量，直至滿足Ci≤Pexp時停止； 當Ci＜Pexp時，逐步增加其負責的網格數量，直至滿足Ci≥Pexp時停止； 更新每個線程塊Ci； 步驟4、碰撞檢測與執行； 基于調整后的線程塊與網格映射關系，每個線程塊并行處理其負責的網格范圍內的所有粒子；為每個粒子分配一個獨立的線程，根據其能量計算對應的碰撞截面，并確定其碰撞概率，然后與隨機數進行比較以判斷是否發生電離碰撞； 若發生電離碰撞時，則生成一個新電子和一個新離子，并使用共享內存緩存新生成的粒子；當線程塊中的所有線程處理完后，將共享內存中新生成的粒子數據并行寫入到全局粒子數組； 步驟5、循環執行步驟2到步驟4，直至穩態；然后將粒子數據從GPU端復制回主機端，并釋放分配的內存，完成整個模擬求解過程。

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