GPU計算與CUDA程式設計

2021-10-22 03:26:39 字數 1285 閱讀 7217

1.來自nvidia的 cuda 並行程式設計框架是 gpgpu 正規化的一種特定的實現。它提供了gpu程式設計的簡易介面,基於cuda程式設計可以構建基於gpu計算的應用程式。

2.cuda 在技術上是一種異構計算環境,也就是說它利用了同時在 cpu 和 gpu 上的協調計算。cuda 架構由主機(host)和裝置(device)組成;其中主機是指傳統的 cpu,而裝置則是指帶有大量算術單元的處理器,通常是 gpu。基於cpu+gpu的異構計算平台可以優勢互補,cpu負責處理邏輯複雜的序列程式,而gpu重點處理資料密集型的平行計算程式,從而發揮最大功效。

3.當乙個kernel(核)被載入時,它會被大量 cuda 裝置的執行緒同時執行,其中的某個集合可以被稱為乙個執行緒塊(block of threads),塊可以集聚為網格(grid)。

乙個 cuda 裝置只有乙個全域性記憶體空間。載入核和產生大量用於計算的裝置執行緒的首要條件是將所需的資料從主機複製到裝置記憶體。一旦計算完成,還必須按相反的方向將結果複製回去。

典型的cuda程式的執行流程如下:

1. 分配host記憶體,並進行資料初始化;

2. 分配device記憶體,並從host將資料拷貝到device上;

3. 呼叫cuda的核函式在device上完成指定的運算;

4. 將device上的運算結果拷貝到host上;

5. 釋放device和host上分配的記憶體。

4.gpu存在很多cuda核心,充分利用cuda核心可以充分發揮gpu的平行計算能力。gpu硬體的乙個核心元件是sm(streaming multiprocessor),翻譯為中文為流式多處理器。

sm的核心元件包括cuda核心,共享記憶體,暫存器等,sm可以併發地執行數百個執行緒,併發能力就取決於sm所擁有的資源數。當乙個kernel被執行時,它的gird中的執行緒塊被分配到sm上,乙個執行緒塊只能在乙個sm上被排程。而sm一般可以排程多個執行緒塊。

由於sm的基本執行單元是包含32個執行緒的執行緒束,所以block大小一般要設定為32的倍數。

5.最後,在進行cuda程式設計前,可以先檢查一下自己的gpu的硬體配置,這樣才可以有的放矢。

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