本文關(guān)鍵詞： CUDA GPGPU 并行編程 內(nèi)存管理 多地址空間 集群　出處：《大連理工大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：NVIDIA公司設(shè)計(jì)的基于GPGPU的通用并行計(jì)算架構(gòu)CUDA已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本文針對(duì)GPGPU設(shè)備外部的并行設(shè)計(jì)了基于CUDA的簡(jiǎn)化并行編程方案。首先,本文針對(duì)大批量數(shù)據(jù)場(chǎng)景提出了GPGPU設(shè)備間并行編程簡(jiǎn)化方案,以輔助本文提出的多地址空間封裝技術(shù)能夠獨(dú)立地運(yùn)行于集群環(huán)境中。此外,本文提出的GPGPU設(shè)備間并行編程解決方案引入了數(shù)據(jù)復(fù)用技術(shù),對(duì)視頻處理任務(wù)場(chǎng)景提供了優(yōu)化。其次,本文針對(duì)CUDA并行編程中內(nèi)存管理與多地址空間架構(gòu)具有較高耦合度這一問(wèn)題,提出了多地址空間封裝技術(shù)來(lái)簡(jiǎn)化CPU與GPGPU設(shè)備間的并行編程。 基于多地址空間封裝技術(shù),本文提出了源碼轉(zhuǎn)換技術(shù),以進(jìn)一步簡(jiǎn)化CUDA編程中的內(nèi)存管理,允許編程者對(duì)于內(nèi)存相關(guān)變量采取只聲明不維護(hù)的編碼方式。在實(shí)驗(yàn)中,本文將多地址空間封裝技術(shù)與CUDA的統(tǒng)一虛擬尋址技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)計(jì)算所需數(shù)據(jù)位于其它設(shè)備中時(shí),在執(zhí)行訪存密集型任務(wù)時(shí),多地址空間封裝技術(shù)占有性能優(yōu)勢(shì)；在執(zhí)行計(jì)算密集型任務(wù)時(shí),統(tǒng)一虛擬尋址技術(shù)占有性能優(yōu)勢(shì)。最后,本文還通過(guò)從NPP庫(kù)中選取的三個(gè)具有代表性的算法再次驗(yàn)證了上述結(jié)論,并在實(shí)驗(yàn)中測(cè)量了多地址空間封裝技術(shù)的額外開銷,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明其額外開銷僅為0.04%至0.07%。
[Abstract]:CUDA, a general parallel computing architecture based on GPGPU, which is designed by NVIDIA Company, has been widely used in various fields. In this paper, a simplified parallel programming scheme based on CUDA is designed for the concurrent design of GPGPU devices. In this paper, we propose a simplified scheme of parallel programming between GPGPU devices for mass data scenarios, which can assist the multi-address space encapsulation technology proposed in this paper to run independently in the cluster environment. The parallel programming solution between GPGPU devices proposed in this paper introduces the technology of data reuse, which provides the optimization of the video processing task scene. In order to solve the problem of high coupling between memory management and multi-address space architecture in CUDA parallel programming, a multi-address space encapsulation technique is proposed to simplify the parallel programming between CPU and GPGPU devices. Based on the multi-address space encapsulation technology, this paper proposes the source code conversion technology to further simplify the memory management in CUDA programming, allowing the programmer to adopt the coding method of declaring and not maintaining the memory-related variables. In this paper, the multi-address space encapsulation technology is compared with the unified virtual addressing technology of CUDA. The experimental results show that when the computing data is located in other devices, the memory access intensive task is performed. The multi-address space encapsulation technology has the performance advantage, and the unified virtual addressing technology has the performance advantage when performing computation-intensive tasks. Finally, This paper also verifies the above conclusions again through three representative algorithms selected from the NPP library, and measures the extra cost of the multi-address space encapsulation technology in the experiment. The experimental results show that the extra cost is only 0.04% to 0.07.
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP338.6

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本文編號(hào)：1518670