Utilização do PaScal Suite na Análise de Escalabilidade de um Código de Inversão de Forma de Onda Completa

• Julia A. S. dos Santos UFRN
• João B. Fernandes UFRN
• Samuel Xavier-de-Souza UFRN

DOI: https://doi.org/10.5753/erad-ne.2025.11754

Resumo

A Inversão da Forma de Onda Completa (FWI) é uma técnica utilizada para estimar o modelo de velocidades do subsolo a partir de dados sísmicos, apresentando alta demanda computacional devido à sua natureza iterativa e aos cálculos intensivos envolvidos. Diante disso, garantir a escalabilidade dessa aplicação é essencial para viabilizar sua execução em ambientes de alto desempenho. Neste trabalho, foram realizados testes de escalabilidade com o uso da ferramenta PaScal Suite, a fim de identificar gargalos de desempenho em um código de FWI implementado em C++. A análise permitiu mapear regiões críticas do código cuja eficiência é impactada quando há aumento dos recursos computacionais sem o correspondente crescimento no tamanho do problema. Os resultados obtidos são relevantes para futuras otimizações na melhoria da escalabilidade da aplicação.

Palavras-chave: Escalabilidade, Eficiência, FWI, Análise

Referências

da Silva, A. B. N., Cunha, D. A. M., Silva, V. R. G., de A. Furtunato, A. F., and Xavier-de Souza, S. (2019). Pascal viewer: A tool for the visualization of parallel scalability trends. In Bhatele, A., Boehme, D., Levine, J. A., Malony, A. D., and Schulz, M., editors, Programming and Performance Visualization Tools, pages 250–264, Cham. Springer International Publishing.

da Silva, V. R. G., da Silva, A. B. N., Valderrama, C., Manneback, P., and Xavier-de Souza, S. (2022). A minimally intrusive approach for automatic assessment of parallel performance scalability of shared-memory hpc applications. Electronics, 11(5).

Fernandes, J. B., Oliveira, A. D., Silva, M. C., Santos-da-Silva, F. H., Rodrigues, V. H., Schneider, K. A., ... & Xavier-de-Souza, S. (2025). Mamute: high-performance computing for geophysical methods. arXiv preprint arXiv:2502.12350.

Li, Shizhong; Sun, Chengyu. 3D numerical simulation of frequency-domain elastic wave equation with a compact second-order scheme. Journal of Applied Geophysics, v. 223, p. 105348, 2024.

Santos-da-Silva, Felipe H. et al. Análise de Escalabilidade em um Código de Inversão de Forma de Onda Completa. In: Simpósio em Sistemas Computacionais de Alto Desempenho (SSCAD). SBC, 2024. p. 121-132.

Tarantola, A. (1984). Inversion of seismic reflection data in the acoustic approximation. Geophysics, 49(8):1259–1266.

Virieux, Jean; Operto, Stéphane. An overview of full-waveform inversion in exploration geophysics. Geophysics, v. 74, n. 6, p. WCC1-WCC26, 2009.