基于CUDA的细粒度并行计算模型研究

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分表明基于ＧＰＵ进行高性能并行计算，是适应目前大规模计算需求的一个重要发展途径。关键词图形处理器；图形处理器的通用计算；统一计算设备架构；细粒度并行计算；单指令多数据
中图分类号ＴＰ３９１
Ｆｉｎｅ — ＧｒａｉｎｅｄＰａｒａｌｌｅｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＭｏｄｅｌＢａｓｅｄｏｎＣＵＤＡ
总第２８３期２０１３年第５期
计算机与数字工程
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ＆ＤｉｇｉｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏ１．４１Ｎｏ．５
８Ｏ１
基于ＣＵＤＡ的细粒度并行计算模型研究
（２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００４４）
（３．ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＮｏ．２Ｍｉｄｄｌｅ Байду номын сангаасｃｈｏｏｌ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２）（４．ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＡｒｃｈｉｖｅｓ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００７）
图形处理器（ＧＰＵ）进入主流市场，与之相适应的编程模型发展却相对滞后。Ｎｖｉｄｉａ在ＧｅＦｏｒｃｅ８系列显卡上推出的统一计算设备架构
（ＣＵＤＡ）技术，使得通用计算图形处理单元（ＧＰＧＰＵ）从图形硬件流水线和高级绘制语言中解放出来，开发人员无须掌握图形学编程方法即可在单任务多数据模式（ＳＩＭＤ）下完成高性能并行计算。论文从特性、组成和并行架构等几个方面对ＣＵＤＡ并行计算模型进行了研究，充
ｐｕｔｉｎｇａｂｉｌｉｔｙ．ＴｈｅｎｅｗｌａｕｎｃｈｏｆＣＵＤＡｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｂｙＮＶＩＤＩＡＧｅＦｏｒｃｅ８ＧｒａｐｈｉｃｓｈａｓｆｒｅｅｄＧＰＧＰＵｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｒｏｍｔｈｅｇｒａｐｈｉｃｓｆｉｘｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅａｎｄｈｉｇｈ — ｌｅｖｅｌｓｈａｄｅｒｌａｎｇｕａｇｅ，ａｌｌｏｗｉｎｇｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＳＩＭＤｐａｒａｌｌｅｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｏｎａｍｕｃｈｍｏｒｅｓｉｍｐｌｅｗａｙｔｈａｎｐｒｅｖｉｏｕｓｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｔｅｘｔｕｒｅｒｅｎｄｅｒｉｎｇ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｆｉｎｍｇｒａｉｎｅｄｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｕｔｉｎｇｍｏｄｅｌｆｒｏｍｃｈａｒａｃｔｅｒ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄ
肖
（１＿郑州大学信息工程学院
（３．郑州二中
汉
郑州
肖
波。冯
娜杨锦锦
郑州４５００４４）
郑州４５０００７）
郑州
４５０００１）（２．郑州师范学院信息科学与技术学院
４５０００２）（４．郑州市档案馆
摘
要
作为应用软件模型和计算机硬件之间的桥梁，编程模型在计算机领域的重要性不言而喻。但随着具备细粒度并行计算能力的
ＸＩＡＯＨａｎ ’ ＸＩＡＯＢｏ。ＦＥＮＧＮａＹＡＮＧＪｉｎｊｉｎ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００１）
ＡｂｓｔｒａｃｔＡｓａｂｒｉｄｇｅｂｅｔｗｅｅｎｎａｔｕｒａｌｍｏｄｅｌｏｆａｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｍｏｄｅｌｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｍｏｄｅｌｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎ
ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｎｅｖｅｒｔｈｅｌｅｓｓ，ｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｍｏｄｅ１ｃｏｕｌｄｎｏｔｓｕｉｔａｌｒｅａｄｙｂｏｏｓｔｅｄＧＰＵｗｈｉｃｈｈａｖｅｆｉｎｅ－ｇｒａｉｎｅｄｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍ—