通用物理引擎

Question

是否有任何通用物理引擎允许对刚体进行大量模拟？我正在使用来自Nvidia的PhysX,但这个引擎的重点是游戏开发,软体.我想知道是否存在运行在PS3单元处理器或CUDA核心之上的物理引擎,允许进行大规模的科学物理模拟.

Answer 1

不存在“通用”物理库。例如，您能想象一种将相对论效应考虑在内的有用的手术软组织模拟吗？你还可以想象更多的例子。

你谈到了科学模拟和刚体模拟，所以不清楚你想要有多现实。刚体是一种近似值：没有什么是绝对刚性的。但是，如果你的模拟中没有任何变形，并且你可以接受一堆不切实际的摩擦和快速运动近似（所有视频游戏都很常见），并且你想要开箱即用的解决方案，我怀疑在现代CPU将为您提供最佳性能。

PS/3 目前是最后一代。虽然我当时很喜欢为它编写物理学，但我必须承认，具有 6 核的现代 i7 为您提供了比一个 Cell 更高的性能（无论是理论上还是在实践中）。

CUDA 目前是未经证实的物理技术。我没有从中写任何内容，但我对读者非常感兴趣:) 如果您想接近现代 CPU 的 IPC（每周期指令比率），那么编写基于 CUDA 的物理的挑战是非常重要的，而且我不知道有谁成功地做到了这一点。如果你不接近基于 CPU 物理的 IPC，那么 CUDA 物理就没有意义，因为它需要更多的努力。

算一下：500 美元的 Kepler GPU 有 1536 个核心 @1GHz = 1.5 petaflops。售价 590 美元的 Sandy Bridge CPU 有 6 个核心/12 个超线程 AVX（8 宽）@3.8GHz = 0.36 petaflop。现在，如果您能够实现 5 比 1 奇偶校验（平均使用 5 个 GPU 周期对应 1 个 CPU 周期），您的理论 CUDA 物理将以与 CPU 物理相同的速度运行。现在，有效地使用 12 个超线程和 AVX（8 宽 SIMD）并不是一件容易的事。但是，跨 1536 个（！）CUDA 线程并行化物理任务也不是一件容易的事，这些线程必须非常一致，并且以更加受控的方式使用内存。我并不是说这是不可能的（我很想尝试一下，但我有一份日常工作和其他宠物项目:)），但物理社区需要一些时间才能提出可跨数千个线程扩展的东西。

最终速度提高了 5 倍左右...:)

无论如何，如果您自己编写 sim，并且您不想要一般的刚体模拟，那么 CUDA 可能是您的朋友。例如，如果您想模拟银河系中所有恒星的运动，具有相对论，但没有超新星和其他离散效应...很清楚如何将其传播到 1536 个（以及更多）线程。但如果你想要一座刚体山，以与目前游戏相同的方式进行模拟，那么你就不走运了