GPUによる数値計算

注意

工事中です… m(._.)m
nVIDIA CUDAはLinux用の開発環境を使用します
Windows用の説明は一部当てはまりません。 Web等で検索する場合には注意すること。

課題の概要

　グラフィックス用、あるいは、ビデオ処理用のプロセッサを用いて、数値計算の並列処理を行おうというものです。 GPUはGraphics Processing Unitの略で、グラフィックス用のプロセッサです。最近のGPUはCPUの数倍～数十倍と非常に高性能になり、数値計算に使おうという動きがあります。また、ビデオ処理用のプロセッサにも、並列計算機として使用できるものがあります。これらのプロセッサによる数値計算を実際に試してみようという課題です。

　開発環境としては、

nVIDIAのGeForce 9800 GTX+とCUDA
1.836GHz動作のプロセッサ×128個
ATI (AMD) のRadeon HD 4670とStream Technology
750MHz動作のプロセッサ×320個
東芝のSpurs Engine
Cell Broadband Engineの親戚にあたる並列処理プロセッサ

を用意しています。相互に比較してみるのも面白いでしょう。

課題の進め方

対象とするプロセッサを決める (後にまわしても良い…)
対象となるプロセッサとプログラム開発環境の使い方を学ぶ
1. サンプルプログラムを実行してみる (動作確認)
2. サンプルプログラムのソースをコンパイルしてみる (コンパイル方法を確認)
3. サンプルプログラムを解読する (ソースの書き方を学ぶ)
4. 付属のドキュメントを読む (最適化のコツをつかむ)
対象とするアプリケーションを選ぶ
CPU用とGPU用のプログラムを作成し、性能を比較する

nVIDIAのCUDA

　CUDA はCompute Unified Device Architectureの略で、 nVIDIA の GeForceシリーズGPU を用いて数値計算を行うものです。 GPU用のコンパイラ等が提供されています。

CUDA参考資料

サンプルプログラム
グラフィックスプロセッサを用いた数値計算 nVIDIA GeForce GPUとCUDA編 (自作のスライド)
CUDA Programming Guide (英文マニュアル, ローカルコピー)

ATI (AMD) Stream Technology

　 Stream Technologyは AMD (ATI) の Radeon GPUを用いて数値計算を行うものです。 GPU用のコンパイラ等が提供されています。

Stream Technology参考資料

サンプルプログラム
ATI Stream SDK User Guide (英文マニュアル)
グラフィックスプロセッサを用いた数値計算 AMD (ATI) Radeon GPUとBrook+とCAL編 (自作のスライド)

東芝のSpurs Engine

　画像処理用プロセッサSpurs Engine を用いて数値計算を行おうというものです。

リンク集

nVIDIA CUDAに関する情報
- CUDA Zone Home (公式ページ, 英語)
- CUDAを使う
  メモリの比較等あり。
ATI Stream Technologyに関する情報
- ATI Stream Software Development Kit (SDK) (開発ツールの公式ページ, 英語)
Spurs Engineに関する情報
- 東芝、CellのSPEを4基搭載した映像処理用コプロセッサ (Impress PC watch)
- Cellのパワーの源「SPE」の正体 (Impress PC watch, 後藤弘茂のWeekly海外ニュース)
GPUに関する情報