“Introduction-to-GPUs.pdf - 介绍GPU架构,基于斯坦福大学Kayvon Fatahalian的‘从着色器代码到万亿次浮点运算:GPU着色器核心如何工作’,由AMD的Ofer Rosenberg、PMTSSW和OpenCL开发团队提供。” 本文将深入探讨GPU(图形处理器)的工作原理,主要关注GPU架构的设计,以及它们如何在机器学习和并行计算领域中发挥作用。首先,我们来看看使GPU处理核心高速运行的三个关键概念。 1. **并行处理**:GPU的核心设计围绕着大量并行处理单元,如图所示,GPU包含多个着色器核心,这些核心能够同时处理多个数据任务。这种并行性使得GPU在处理大量数据和复杂计算时表现出色,特别是在渲染图形、物理模拟和大规模矩阵运算等任务中。 2. **流水线处理**:GPU的内部结构采用了流水线设计,将任务分解为多个阶段,每个阶段由不同的硬件单元执行。例如,输入装配、光栅化和输出混合都是GPU处理图形管线的不同步骤。这种设计允许GPU在执行新任务的同时完成旧任务,提高了效率。 3. **内存层次结构**:GPU的内存层次结构是其性能的关键因素。数据从全局内存通过缓存逐级移动到寄存器,以减少延迟并提高访问速度。这种设计允许GPU快速地将大量数据移动到处理核心,以满足高吞吐量的需求。 接下来,我们具体分析了两个实际的GPU设计——NVIDIA GTX 580和AMD Radeon 6970。这两个例子展示了不同厂商如何优化他们的GPU架构以实现最佳性能。 4. **异构核心**:GPU通常包含不同类型的核心,如着色器核心和专门的视频解码单元,以处理各种工作负载。这种异构设计使得GPU能够高效处理图形、计算和多媒体任务,同时在需要时能协同工作。 对于开发者来说,理解这些概念有助于优化着色器和计算内核,以及判断哪些工作负载可能从特定架构设计中受益。例如,机器学习中的并行训练、深度神经网络的前向和反向传播都适合GPU的并行计算能力。 最后,代码示例展示了在GPU上操作纹理采样器和纹理的方法,这在图形编程中是常见的任务。GPU可以快速执行这样的操作,因为它们在硬件层面支持纹理采样,这是一种加速图形处理的关键特性。 GPU以其独特的并行处理能力、高效的流水线设计和优化的内存层次结构,成为现代计算机科学中不可或缺的一部分,尤其是在需要大量计算和高速数据处理的领域,如机器学习和并行计算。
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/12804865/bgc.jpg)
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/12804865/bgd.jpg)
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/12804865/bge.jpg)
剩余69页未读,继续阅读
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![gz](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083447.png)
![zip](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083736.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://profile-avatar.csdnimg.cn/default.jpg!1)
- 粉丝: 3
- 资源: 5
我的内容管理 展开
我的资源 快来上传第一个资源
我的收益
登录查看自己的收益我的积分 登录查看自己的积分
我的C币 登录后查看C币余额
我的收藏
我的下载
下载帮助
![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/voice.245cc511.png)
最新资源
- 岩石滑动与断层冲击地压:声发射特征分析
- 新时代煤炭工业八大战略新取向剖析
- 开采强度对华亭矿区冲击地压危险性的影响分析
- 新安煤矿探采对比:影响安全生产的关键因素与技术支撑
- 210MW循环流化床锅炉引风机变频改造优化与节能效果
- 浅埋煤层开采沉陷预测:方法应用与影响分析
- 优化巷道过陷落柱支护方案:数值模拟与现场试验
- 坚硬顶板定向断裂爆破技术:安全高效采煤新方案
- 北航2019算法课作业解析:投资策略与凸子多边形优化
- 断层破碎带垮冒下堆积体边界抗力分布关键影响因素
- 哈拉沟选煤厂优化末煤系统提高效率与处理能力
- 瓦斯涌出影响下采动煤体蠕变失稳研究
- 提升煤矿装载效率的可控箕斗定量装载设备设计
- 水分调控下烟煤瓦斯吸附特性对比研究
- 重介质悬浮液密度控制硬件设计与选型探讨
- 坚硬顶板巷道支护参数设计:现场测试与数值分析
![](https://img-home.csdnimg.cn/images/20220527035711.png)
![](https://img-home.csdnimg.cn/images/20220527035111.png)
![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/green-success.6a4acb44.png)