ymahlau/fdtdx

해결하는 문제

FDTDX는 3차원 광자 나노구조의 시뮬레이션과 설계에 대한 도전 과제를 해결합니다. 대규모 설계와 복잡한 3차원 구조의 효율적인 기울기 기반 최적화를 가능하게 하여 기존 시뮬레이션 소프트웨어의 고성능 대안을 제공합니다.

작동 방식

이 패키지는 JAX를 사용하여 유한차분시간도법(FDTD)을 구현합니다. JAX의 강점을 활용해 FDTDX는 네이티브 GPU 지원, 멀티 GPU 스케일링, 자동 미분 기능을 갖추고 있습니다. 특히 맥스웰 방정식의 시간 역행성(time-reversibility)을 활용하여 효율적인 기울기 계산을 수행하며, 수십억 개의 격자 셀을 포함하는 시뮬레이션도 메모리 효율적으로 처리할 수 있습니다.

대상 사용자

대규모 3차원 나노구조 설계 및 최적화를 수행해야 하는 광학 및 전자기 시뮬레이션 분야의 연구자 및 개발자에게 적합합니다.

주요 특징

• GPU 가속: NVIDIA, AMD, TPU 하드웨어에 대한 네이티브 지원으로 고성능 시뮬레이션 가능.
• 자동 미분: 광자 구조의 기울기 기반 최적화를 위한 내장 기능.
• 메모리 효율성: 시간 역행성을 활용한 최적화된 기울기 계산.
• 확장성: 수십억 개의 격자 셀을 포함하는 시뮬레이션을 관리 가능.
• 사용자 친화적 API: 절대 좌표 또는 상대 좌표를 사용하여 직관적인 객체 위치 및 크기 지정 지원.