什么是gpu計(jì)算

1、什么是什么是GPU計(jì)算？計(jì)算？GPU計(jì)算或GPGPU就是利用圖形處理器（GPU）來(lái)進(jìn)行通用科學(xué)與工程計(jì)算。GPU計(jì)算的模式就是，在異構(gòu)協(xié)同處理計(jì)算模型中將CPU與GPU結(jié)合起來(lái)加以利用。應(yīng)用程序的串行部分在CPU上運(yùn)行，而計(jì)算任務(wù)繁重的部分則由GPU來(lái)加速。從用戶(hù)的角度來(lái)看，應(yīng)用程序只是運(yùn)行得更快了。因?yàn)閼?yīng)用程序利用了GPU的高性能來(lái)提升性能。在過(guò)去幾年里，GPU的浮點(diǎn)性能已經(jīng)上升到Teraflop級(jí)的水平。在20062007年間，英偉

2、達(dá)?（NVIDIA）推出其叫做“CUDA”的全新大規(guī)模并行架構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)了GPGPU的革命并加速了整個(gè)計(jì)算世界行業(yè)。英偉達(dá)?CUDA（NVIDIACUDA）架構(gòu)由數(shù)以百計(jì)的處理器核心組成，這些核心能夠協(xié)同工作，共同完成對(duì)應(yīng)用程序中數(shù)據(jù)集的處理。過(guò)去幾年里GPGPU的成功使CUDA并行編程模型相關(guān)的編程工作變得十分輕松。在這種編程模型中，應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)者可修改他們的應(yīng)用程序以找出計(jì)算量繁重的程序內(nèi)核，將其映射到GPU上，讓GPU來(lái)處理它們。

3、應(yīng)用程序的剩余部分仍然交由CPU處理。想要將某些功能映射到GPU上，需要開(kāi)發(fā)者重新編寫(xiě)該功能，在編程中采用并行機(jī)制，加入“C”語(yǔ)言關(guān)鍵字以便與GPU之間交換數(shù)據(jù)。開(kāi)發(fā)者的任務(wù)是同時(shí)啟動(dòng)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的線(xiàn)程。GPU硬件可以管理線(xiàn)程和進(jìn)行線(xiàn)程調(diào)度。英偉達(dá)?Tesla（NVIDIATesla）20系列GPU基于“Fermi”架構(gòu)，這是最新的英偉達(dá)?CUDA（NVIDIACUDA）架構(gòu)。Fermi專(zhuān)為科學(xué)應(yīng)用程序而進(jìn)行了優(yōu)化、具備諸多重要特性，其中包

4、括：支持500gigaflop以上的IEEE標(biāo)準(zhǔn)雙精度浮點(diǎn)硬件、一級(jí)和二級(jí)高速緩存、ECC存儲(chǔ)器錯(cuò)誤保護(hù)、本地用戶(hù)管理的數(shù)據(jù)高速緩存（其形式為分布于整個(gè)GPU中的共享存儲(chǔ)器）以及合并存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)等等?！癎PU（圖形處理器）已經(jīng)發(fā)展到了頗為成熟的階段，可輕松執(zhí)行實(shí)際應(yīng)用程序并且其運(yùn)行速度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了使用多核系統(tǒng)時(shí)的速度。未來(lái)計(jì)算架構(gòu)將是并行核心GPU與多核CPU串聯(lián)運(yùn)行的混合型系統(tǒng)?！癑ackDongarra教授教授田納西大學(xué)創(chuàng)新計(jì)算實(shí)驗(yàn)室

5、主任GPU（圖形處理器）計(jì)算的發(fā)展歷史圖形芯片最初用作固定功能圖形管線(xiàn)。隨著時(shí)間的推移，這些圖形芯片的可編程性日益增加，在此基礎(chǔ)之上NVIDIA（英偉達(dá)）推出了第一款GPU(圖形處理器)。19992000年間，計(jì)算機(jī)科學(xué)家，與諸如醫(yī)療成像和電磁等領(lǐng)域的研究人員，開(kāi)始使用GPU（圖形處理器）來(lái)運(yùn)行通用計(jì)算應(yīng)用程序。他們發(fā)現(xiàn)GPU（圖形處理器）具備的卓越浮點(diǎn)性能可為眾多科學(xué)應(yīng)用程序帶來(lái)顯著的性能提升。這一發(fā)現(xiàn)掀起了被稱(chēng)作GPGPU（GPU（

6、圖形處理器）通用計(jì)算）的浪潮。此處需要解決的問(wèn)題為GPGPU要求使用圖形編程語(yǔ)言來(lái)對(duì)GPU（圖形處理器）進(jìn)行編程，如OpenGL和Cg等。開(kāi)發(fā)人員需要使其科學(xué)應(yīng)用程序看起來(lái)像圖形應(yīng)用程序，并將其關(guān)聯(lián)到需要繪制三角形和多邊形的問(wèn)題。這一方法限制了GPU（圖形處理器）的卓越性能在科學(xué)領(lǐng)域的充分發(fā)揮。NVIDIA（英偉達(dá)?）認(rèn)識(shí)到了讓更多科學(xué)群體使用這一卓越性能的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，決定投資來(lái)修改GPU（圖形處理器），使其能夠完全可編程以支持科學(xué)應(yīng)用程