Давайте рассмотрим реализацию конвеевской игры «Жизнь» при помощи графической карты. Я хочу поэкспериментировать с разными библиотеками и методиками, чтобы понять, как обеспечить наилучшую производительность. Начнём мы с простого и постепенно будем повышать сложность.

Игра «Жизнь» — это простой клеточный автомат, поэтому она должна хорошо поддаваться GPU-ускорению. Правила просты: каждая ячейка в двухмерной сетке или жива, или мертва. На каждом шаге мы подсчитываем живых соседей ячейки (включая диагонали). Если ячейка жива, она остаётся живой, если живы два или три её соседа. В противном случае она умирает. Если клетка мертва, она оживает, если живы ровно три соседа. Из этих простых правил возникает потрясающий объём сложности, о котором написаны подробные статьи.

Для простоты я буду рассматривать только сети N×N и пропущу вычисления на краях. Всё будет работать на Nvidia A40, а бенчмарк производительности я буду проводить при N=2¹⁶. Пока мы будем хранить каждую ячейку в виде 1 байта, поэтому весь массив займёт 4 ГБ.

Весь код выложен в репозитории GitHub.

Ускоряем игру «Жизнь» с помощью CUDA / Triton