принципы адаптации вычислительных алгоритмов




Скачать 413.33 Kb.
Названиепринципы адаптации вычислительных алгоритмов
страница1/10
Дата22.10.2012
Размер413.33 Kb.
ТипДокументы
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

УДК

Принципы адаптации вычислительных алгоритмов

к архитектуре графических акселераторов


    С.М. Вишняков, гр. 6538, кафедра КТ

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики


Научный руководитель: директор НИИ НКТ СПбГУ ИТМО, д.т.н., профессор А.В. Бухановский


В последние годы интенсивное развитие получила специфическая отрасль высокопроизводительных вычислений – расчеты на системах с параллельными акселераторами, как дополнительными устройствами, принимающими на себя существенную часть вычислительной нагрузки работающего приложения. К таким устройствам относятся: программируемые логические схемы [1], сигнальные процессоры [2], графические акселераторы [3] и т.д. Под графическими акселераторами, или GPU (Graphic Processor Unit)-устройствами, в данном случае подразумеваются современные графические адаптеры, которые по сути являются многопроцессорными системами SIMD-архитектуры с достаточно высокой (до 1 ТФлоп/с) пиковой производительностью. Предметом исследования данной работы являются особенности отображения вычислительных алгоритмов на графические акселераторы («GPU-устройства») nVidia, представляющие собой набор вычислительных узлов – мультипроцессоров, имеющих доступ к данным, хранящимся в памяти самого GPU-устройства (рис. 2). Каждый мультипроцессор состоит из некоторого числа арифметико-логических устройств (АЛУ), набора регистров, кэша для специальных видов памяти и общей памяти, играющей роль управляемого кэша.

Целью работы является изучение ключевых особенностей отображения вычислительных алгоритмов на GPU-архитектуру, выявление ряда факторов, влияющих на получаемую производительность, и исследование их влияния. Работа состоит из трех глав. В первой главе приводится описание архитектуры исследуемого графического акселератора и средств отображения вычислительных алгоритмов на данную архитектуру. В качестве примеров вычислительных алгоритмов, отображаемых на GPU-архитектуру, в данной работе были выбраны две задачи: задача параметрической аппроксимации функции двух переменных с использованием метода случайного поиска [18] и задача выделения ключевых точек на изображении при помощи алгоритма Scale-invariant feature transform (SIFT) [19, 20]. Описание этих алгоритмов также приводится в первой главе. Во второй главе описываются способы отображения исследуемых алгоритмов на архитектуру GPU-устройства. В третьей главе производится анализ результатов отображения этих алгоритмов на исследуемую архитектуру.

    В результате выполнения данной работы были предложены и реализованы различные варианты адаптации алгоритма параметрической аппроксимации спектров климатического волнения методом случайного поиска и всех этапов алгоритма поиска ключевых точек SIFT к архитектуре графических акселераторов. Был проведен анализ параллельной производительности предложенных способов адаптации и сделаны выводы о целесообразности использования графических акселераторов для решения данных задач. Также было исследовано влияние различных аспектов, характерных для исследуемой архитектуры, на получаемую производительность и предложен ряд практических рекомендаций, касающихся эффективности отображения вычислительных задач на архитектуру графических акселераторов.



ОГЛАВЛЕНИЕ

УДК 1

Принципы адаптации вычислительных алгоритмов 1

к архитектуре графических акселераторов 1

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики 1

Введение 6

Глава 1. Архитектура графических акселераторов, средства отображения на них вычислительных алгоритмов и исследуемые алгоритмы 10

1.1. Краткое описание архитектуры графических акселераторов 10

1.2. Средства отображения алгоритмов на архитектуру графических акселераторов 11

1.3. Задача параметрической аппроксимации двумерной функции с использованием метода случайного поиска 14

1.4. Задача поиска ключевых точек на изображении при помощи алгоритма SIFT 16

Выводы по главе 1 19

Глава 2. Отображение исследуемых алгоритмов на архитектуру графических акселераторов 20

2.1. Способы адаптации задачи параметрической аппроксимации двумерной функции с использованием метода случайного поиска к архитектуре графических акселераторов 20

2.2. Задача поиска ключевых точек на изображении при помощи алгоритма SIFT 22

Выводы по главе 2 24

Глава 3. Анализ параллельной производительности 26

3.1. Сравнение параллельных реализаций задачи аппроксимации климатических спектров 26

3.2. Влияние конфигурации ядра на получаемую производительность 27

3.3. Модель производительности 32

3.4. Производительность реализации алгоритма SIFT, использующей графический акселератор и некоторые особенности исследуемой архитектуры 37

Выводы по главе 3 51

Заключение 54

ИСТОЧНИКИ 55



  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Похожие:

принципы адаптации вычислительных алгоритмов iconпринципы адаптации вычислительных алгоритмов к архитектуре графических акселераторов
Целью работы является изучение ключевых особенностей отображения вычислительных алгоритмов на gpu -архитектуру, выявление ряда факторов,...
принципы адаптации вычислительных алгоритмов iconЗадача параметрической аппроксимации двумерной функции с использованием метода случайного поиска 10
Принципы адаптации вычислительных алгоритмов под параллельную архитектуру графических акселераторов
принципы адаптации вычислительных алгоритмов iconОсобенности адаптации вычислительных алгоритмов под параллельную архитектуру графических акселераторов
В работе обсуждаются вопросы отображения вычислительных алгоритмов на параллельную архитектуру gpu-акселератора. В качестве примера...
принципы адаптации вычислительных алгоритмов iconПрограмма вступительного экзамена в магистратуру по направлению подготовки 231000. 68 «Программная инженерия»
...
принципы адаптации вычислительных алгоритмов icon1. цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе согласно гос впо в дисциплину «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации» должно включаться
Вычислительных машин: общие принципы построения и архитектуры вычислительных машин, информационно-логические основы вычислительных...
принципы адаптации вычислительных алгоритмов iconАлгоритмы
Основы алгоритмизации. Понятие об алгоритме. Применение алгоритмов. Свойства алгоритмов. Типы алгоритмов: линейные, циклические,...
принципы адаптации вычислительных алгоритмов iconСодержание, основные понятия
Понятие алгоритма, свойства алгоритмов. Использование алгоритмов, система команд исполнителя. Способы записей алгоритмов. Формальное...
принципы адаптации вычислительных алгоритмов iconОглавление 4
Архитектура графических акселераторов, средства отображения на них вычислительных алгоритмов и исследуемые алгоритмы 10
принципы адаптации вычислительных алгоритмов iconБилет №4
Понятие алгоритма: свойства алгоритмов, исполнители алгоритмов. Автоматическое исполнение алгоритма. Способы описания алгоритмов....
принципы адаптации вычислительных алгоритмов iconТическая логика и теория алгоритмов
Темпоральные логики высказываний линейного времени и вычислительных деревьев: их синтаксис и семантика
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница