計(jì)算機(jī)圖形處理器(graphics processing unit,簡(jiǎn)稱GPU)用于通用計(jì)算的研究現(xiàn)在已經(jīng)成為一個(gè)熱門(mén)的研究領(lǐng)域。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在GPU下的組織與應(yīng)用是研究GPU通用計(jì)算的前提,沒(méi)有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的支撐也就不會(huì)有GPU下具體的運(yùn)算實(shí)現(xiàn)。本文在對(duì)GPU體系結(jié)構(gòu)、編程接口、常用繪制語(yǔ)言及流編程模型的分析基礎(chǔ)之上,主要以線性表這一基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,對(duì)其在GPU下的物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析,從而給出相應(yīng)的組織方法。通過(guò)比較分析提出了一種在GPU下對(duì)線性表實(shí)現(xiàn)刪除和插入運(yùn)算的方法。論文將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于窮舉搜索,并通過(guò)此應(yīng)用來(lái)討論GPU下通用計(jì)算的性能。由CPU下窮舉搜索的性能較差,引出從軟件方面將其并行化的改進(jìn)方法。其次,研究了從硬件方面的改進(jìn)過(guò)程,即如何將窮舉搜索移植到GPU環(huán)境下,并與CPU下的窮舉法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性能對(duì)比,通過(guò)對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析,得出GPU進(jìn)行通用計(jì)算的具體性能指標(biāo)。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出如下結(jié)論:在不考慮帶寬影響的情況下,處理的數(shù)據(jù)規(guī)模越大在GPU下執(zhí)行時(shí)越能得到良好的加速比;能夠多遍調(diào)用渲染操作的算法很適合在GPU下實(shí)現(xiàn),這樣可以提高核心算法在計(jì)算中的耗時(shí)比例,... 

【文章來(lái)源】：戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

頂點(diǎn)處理器流水線結(jié)構(gòu)

圖6片段處理器和像素流水線川{段處理器調(diào)用紋理單元(textureunit)從存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)，并選擇性的在段處理器之前進(jìn)行過(guò)濾操作。紋理單元支持很多類型的源數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)可過(guò)濾、三線性過(guò)濾或各向異性過(guò)濾，所有的數(shù)據(jù)以印32或fP16數(shù)據(jù)格式返器。一個(gè)紋理可以看作是二維或三維的數(shù)組，紋理單元可以讀取其任意位置段處理器的每條流水線擁有兩個(gè)fP32格式的繪制單元(shaderunit)，片段在循環(huán)流動(dòng)之前，被定向到繪制單元和分支處理器執(zhí)行后續(xù)指令。這種重定鐘周期中發(fā)生一次。而且，第一個(gè)fP32繪制器(shader)可以在需要時(shí)用來(lái)行透視修正，或用來(lái)進(jìn)行通用的乘法運(yùn)算。通常來(lái)說(shuō)，在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)8條或更多操作是可能的，或者在第一個(gè)繪制單元發(fā)生紋理讀取則能夠執(zhí)。GPU編程中的流水線結(jié)構(gòu)非圖形操作單元方面由于圖形硬件的可編程性越來(lái)越強(qiáng)大與標(biāo)準(zhǔn)的多邊

下-萬(wàn)光柵掃描操作，一圖7可編程圖形流水線orce6系列體系結(jié)構(gòu)[23]為例所展示的其圖形流水線簡(jiǎn)擎，一個(gè)可編程片段引擎，一個(gè)紋理加載/過(guò)濾引擎，(adepth一compare/blendingdatawriteengine)。中，GPU可以被看作是一個(gè)具有大量可編程浮點(diǎn)運(yùn)算實(shí)現(xiàn)計(jì)算密集型應(yīng)用而完全與計(jì)算機(jī)圖形無(wú)關(guān)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]圖形處理器用于通用計(jì)算的技術(shù)、現(xiàn)狀及其挑戰(zhàn)[J]. 吳恩華.  軟件學(xué)報(bào). 2004(10)
[2]基于圖形處理器(GPU)的通用計(jì)算[J]. 吳恩華,柳有權(quán).  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2004(05)

碩士論文
[1]基于GPU的串匹配算法的實(shí)現(xiàn)[D]. 張慶丹.中國(guó)科學(xué)院研究生院（計(jì)算技術(shù)研究所） 2006



本文編號(hào)：2935707