Parallel Simulation of Cellular Automaton Models using a Cell Packing Scheme

원소 밀집을 이용한 원소오토마타 모델의 병렬 시뮬레이션

This paper proposes a scheme to exploit SIMD parallelism in the simulation of Cellular Automata models. The basic idea is to increase the utilization of an ALU in the underlying computer and to reduce simulation time by exploiting the parallelism. Thus, several cells are packed into a computer word and transit their state together. To show the performance of the proposed simulation scheme, two Cellular Automata models are simulated under three distinct hardware environments. The results show considerably high simulation speed-up for every case. Especially, the simulation speedup with the proposed simulation scheme reaches nearly 20 times in the best case.

본 논문에서는 원소오토마타 모델의 시뮬레이션에서 SIMD형 병렬성을 이용하는 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 SIMD 병렬성을 이용하여 시뮬레이션에 사용되는 컴퓨터 내에 들어 있는 ALU의 이용도를 높이고 시뮬레이션 시간을 줄인다. 그래서 몇 개의 원소들을 결합하여 하나의 표준 크기의 컴퓨터 단어로 만들고 그 원소들의 상태를 동시에 변환시킨다. 제안된 시뮬레이션 방법의 성능을 보이기 위하여, 본 논문에서는 두 가지 원소오토마타 모델을 세 가지 하드웨어 환경에서 시뮬레이션 하였다. 실험결과로부터, 모든 경우에서 시뮬레이션 속도가 매우 크게 향상되었다. 특히 최상의 경우에는 제안된 시뮬레이션 방법에 의한 속도 향상이 20배에 달하는 경우도 있었다.