基于CUDA架構(gòu)的高性能圖像處理程序設(shè)計(jì).pdf

1、高性能計(jì)算，又稱超級(jí)計(jì)算，是指在短時(shí)間內(nèi)完成更多的數(shù)據(jù)計(jì)算量，以完成更多的計(jì)算任務(wù)。云計(jì)算是近年來逐漸興起的一種并行的分布式計(jì)算應(yīng)用的概念與模式，其實(shí)現(xiàn)方式是將大量的計(jì)算資源通過網(wǎng)絡(luò)連接到一起，構(gòu)成一個(gè)具有強(qiáng)大的計(jì)算能力和并行處理能力的計(jì)算資源池，從而向用戶提供高性能計(jì)算服務(wù)。從本質(zhì)上看，云計(jì)算是為了實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算而產(chǎn)生的一種新的處理模式。由此可見，高性能計(jì)算的應(yīng)用廣泛，形式日新月異，對(duì)其研究具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。
　　由于G

2、PU具有強(qiáng)大的計(jì)算能力，并且發(fā)展迅速，使其應(yīng)用于通用的高性能計(jì)算，成為了一種必然的結(jié)果。CUDA是由美國NVIDIA公司為其生產(chǎn)的GPU產(chǎn)品開發(fā)的通用計(jì)算程序與硬件計(jì)算資源之間交互的接口。CUDA架構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)GPU設(shè)備的通用計(jì)算應(yīng)用，具有高并行性、高帶寬、性價(jià)比高、易于編程等優(yōu)勢(shì)?；谶@些優(yōu)勢(shì)，基于CUDA的高性能計(jì)算，成為近年來學(xué)界研究的重點(diǎn)，在應(yīng)用上得到了快速的發(fā)展。
　　雖然CUDA具有如上所述的諸多優(yōu)勢(shì)，但是，其仍然有許多

3、局限性，例如，CUDA對(duì)多分支和并行化低的應(yīng)用程序執(zhí)行效率不高，不適合整型數(shù)據(jù)運(yùn)算，對(duì)處理的任務(wù)的細(xì)分程度及方式直接影響到CUDA應(yīng)用程序的性能，并且，編程語言語法的特異性也限制了CUDA在通用高性能計(jì)算領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　為了克服基于CUDA架構(gòu)的高性能計(jì)算在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，從產(chǎn)品應(yīng)用的角度出發(fā)，重點(diǎn)研究了對(duì)圖像處理任務(wù)的并行化分解，并從控制任務(wù)與計(jì)算任務(wù)分離以及存儲(chǔ)器優(yōu)化的角度對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行了優(yōu)化，以適應(yīng)CUDA架構(gòu)實(shí)現(xiàn)高