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- けいしょう ひでやま
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1 CUDA Vol I: CUDA : NVIDIA Q2 2008
2 GPU...1 CUDA...10 CUDA G8x CUDA CUBLAS CUFFT CUDA CUDA CUDA Fortran CUDA API CUDA...176
3 GPU : Connection Machine MasPar Cray PC P-RAM V-RAM NVIDIA Corporation
4 7 CM-1 MasPar 200 Beowulf Legion NVIDIA Corporation GPU GPU PC NVIDIA Corporation
5 CUDA CUDA Compute Unified Device Architecture GPU NVIDIA NVIDIA GPU C - NVIDIA Corporation CUDA: GPU CPU 1 GPU GPU NVIDIA Corporation
6 GPU NVIDIA Corporation GPU : PDE N : : NVIDIA Corporation
7 Matlab N LIBOR Cmatch NVIDIA Corporation CUDA
8 CPU+GPU CPU GPU DRAM NVIDIA Corporation CUDA 11 CUDA CPU CUDA CUDA CPU : GPU CPU NVIDIA Corporation
9 CUDA ID NVIDIA Corporation : CUDA NVIDIA Corporation
10 GPU NVIDIA Corporation NVIDIA Corporation
11 threadidx.x ID blockidx.x ID blockdim.x blockidx.x blockdim.x = 5 threadidx.x blockidx.x*blockdim.x + threadidx.x NVIDIA Corporation ID ID: 1 2 ID: PDE NVIDIA Corporation
12 CUDA NVIDIA Corporation G SM NVIDIA Corporation
13 NVIDIA Corporation NVIDIA Corporation
14 GPGPUCUDA C NVIDIA Corporation CUDA?? N/A NVIDIA Corporation
15 CUDA CUBA GPU GPU GPU GPU CUDA : API NVIDIA Corporation
16 CPU GPU CPUGPU GPU DRAM NVIDIA Corporation CPU cudamalloc(void ** pointer, size_t nbytes) cudamemset(void * pointer, int value, size_t count) cudafree(void* pointer) int n = 1024; int nbytes = 1024*sizeof(int); int *d_a = 0; cudamalloc( (void**)&d_a, nbytes ); cudamemset( d_a, 0, nbytes); cudafree(d_a); NVIDIA Corporation
17 cudamemcpy(void *dst, void *src, size_t nbytes, enum cudamemcpykind direction); direction src dst CPU : CUDA enum cudamemcpykind cudamemcpyhosttodevice cudamemcpydevicetohost cudamemcpydevicetodevice NVIDIA Corporation CUDA CUDA Correct! solutionsolution NVIDIA Corporation
18 : Windows Microsoft Visual Studio <>.sln 4 Release Debug EmuRelease EmuDebug EmuDebug global device printf 1GPU1CPU GPU NVIDIA Corporation : Linux nvcc <filename>.cu [-o <executable>] nvcc g <filename>.cu GPU nvcc deviceemu <filename>.cu CPU nvcc deviceemu g <filename>.cu CPU gdb linux NVIDIA Corporation
19 1: gcudamallocandmemcpy Part1: d_a d_b Part2: h_a d_a Part3: d_ad_b Part4: d_bh_a Part5: d_a d_b NVIDIA Corporation GPU C GPU void varargs static CPUGPU NVIDIA Corporation
20 global : CPU GPU void device : GPU CPU host : CPU host device : CPUGPU NVIDIA Corporation C kernel<<<dim3 grid, dim3 block>>>( ) <<< >>> : x y : x y z dim3 grid(16, 16); dim3 block(16,16); kernel<<<grid, block>>>(...); kernel<<<32, 512>>>(...); NVIDIA Corporation
21 CUDA global device dim3 griddim; 2 dim3 blockdim; dim3 blockidx; dim3 threadidx; NVIDIA Corporation global void minimal( int* d_a) { *d_a = 13; } global void assign( int* d_a, int value) { int idx = blockdim.x * blockidx.x + threadidx.x; d_a[idx] = value; } NVIDIA Corporation
22 : N b N=16 blockdim=4 4 blockidx.x=0 blockdim.x=4 threadidx.x=0,1,2,3 idx=0123 blockidx.x=1 blockdim.x=4 threadidx.x=0,1,2,3 idx=4567 blockidx.x=2 blockdim.x=4 threadidx.x=0,1,2,3 idx= blockidx.x=3 blockdim.x=4 threadidx.x=0,1,2,3 idx= idx=0,1,2,3 idx=4,5,6,7 idx=8,9,10,11 idx=12,13,14,15 int idx = blockdim.x * blockid.x + threadidx.x; threadidx : blockdim 32 NVIDIA Corporation : CPU void increment_cpu(float *a, float b, int N) { } for (int idx = 0; idx<n; idx++) a[idx] = a[idx] + b; CUDA global void increment_gpu(float *a, float b, int N) { int idx = blockidx.x * blockdim.x + threadidx.x; if (idx < N) a[idx] = a[idx] + b; } void main() {... increment_cpu(a, b, N); } void main() { dim3 dimblock (blocksize); dim3 dimgrid( ceil( N / (float)blocksize) ); increment_gpu<<<dimgrid, dimblock>>>(a, b, N); } NVIDIA Corporation
23 2D global void assign2d(int* d_a, int w, int h, int value) { int iy = blockdim.y * blockidx.y + threadidx.y; int ix = blockdim.x * blockidx.x + threadidx.x; int idx = iy * w + ix; d_a[idx] = value; }... assign2d<<<dim3(64, 64), dim3(16, 16)>>>(...); NVIDIA Corporation CPU CUDA cudamemcpy() CPU CUDA cudathreadsynchronize() CUDA NVIDIA Corporation
24 : // int numbytes = N * sizeof(float) float* h_a = (float*) malloc(numbytes); // float* d_a = 0; cudamalloc((void**)&d_a, numbytes); // cudamemcpy(d_a, h_a, numbytes, cudamemcpyhosttodevice); // increment_gpu<<< N/blockSize, blocksize>>>(d_a, b); // cudamemcpy(h_a, d_a, numbytes, cudamemcpydevicetohost); // cudafree(d_a); NVIDIA Corporation : myfirstkernel Part1: d_a Part2: 1-D 1-D Part3: d_a idx = blockidx.x*blockdim.x + threadidx.x d_a[idx] = 1000*blockIdx.x + threadidx.x Part4: d_ah_a Part5: NVIDIA Corporation
25 GPU device cudamalloc device : shared : 5 NVIDIA Corporation global void kernel( ) global void kernel( ) { { shared float sdata[256]; extern shared float sdata[]; } } int main(void) int main(void) { { kernel<<<nblocks,blocksize>>>( ); smbytes = blocksize*sizeof(float); } kernel<<<nblocks, blocksize, smbytes>>>( ); } NVIDIA Corporation
26 CPUGPU [u]char[1..4], [u]short[1..4], [u]int[1..4], [u]long[1..4], float[1..4] x y z w: uint4 param; int y = param.y; dim3 uint3 (1,1,1) NVIDIA Corporation GPU void syncthreads(); RAW WAR WAW NVIDIA Corporation
27 GPU Compute capability 1.1 G80 = Compute capability 1.0 G84/G86/G92 = Compute capability AND XOR NVIDIA Corporation CPUCUDA CUDA cudaerror_t cudaerror_t cudagetlasterror(void) char* cudageterrorstring(cudaerror_t code) printf( %s n, cudageterrorstring( cudagetlasterror() ) ); NVIDIA Corporation
28 3: d_a {a 0, a 1,, a n-1 } d_b {a n-1, a n-2,, a 0 } greversearray_singleblock 1 N = numthreads = 256 Part1 : greversearrayblock() greversearrayblock() d_a d_b NVIDIA Corporation : d_a {a 0, a 1,, a n-1 } d_b {a n-1, a n-2,, a 0 } greversearray_multiblock 256 N N/256 Part1: Part2: reversearrayblock() NVIDIA Corporation
29 CUDA NVIDIA Corporation nvcc PTX float4 me = gx[gtid]; me.x += me.y * me.z; EDG GPUCPU Open64 GPU PTX Parallel Thread execution (PTX) ISA ld.global.v4.f32 {$f1,$f3,$f5,$f7}, [$r9+0]; mad.f32 $f1, $f5, $f3, $f1; NVIDIA Corporation
30 CUDA nvcc nvcc cudacc g++ cl nvcc CCPU PTX CUDA CUDAcuda CUDA cudart API CUDA NVIDIA Corporation
31 G8x NVIDIA Corporation GPU GPU GPU NVIDIA Corporation
32 vs. = NVIDIA Corporation SDKMatrix Transpose NVIDIA Corporation
33 GPU NVIDIA Corporation G8x
34 : CUDA CUDA CPU : GPU : SIMD : 2 : 1 : GPU1CUDA NVIDIA Corporation G NVIDIA Corporation
35 TPC NVIDIA Corporation NVIDIA Corporation
36 NVIDIA Corporation
37 4GB/s PCIe x vs.76 GB/s Tesla C870 NVIDIA Corporation cudamallochost() cudamemcpy 3.2 GB/s PCIe x GB/s PCIe x CUDA SDKbandwidthTest NVIDIA Corporation
38 C cudamallochost a os CUDA CPU = API: 0 = cudamemcpyasync(dst, src, size, direction, 0); NVIDIA Corporation Compute capability 1.1G84 CUDAv1.1 API cudastreamcreate(&stream1); cudastreamcreate(&stream2); t t cudamemcpyasync(dst, src, size, dir, stream1); kernel<<<grid, block, 0, stream2>>>( ); cudastreamquery(stream2); NVIDIA Corporation
39 G8x GPU NVIDIA Corporation NVIDIA Corporation
40 G8x : NVIDIA Corporation nvcc ptx : ld.global.f32 $f1, [$rd4+0]; // id:74 st.global.f32 [$rd4+0], $f2; // id:75 ld.global.v2.f32 {$f3,$f5}, [$rd7+0]; // st.global.v2.f32 [$rd7+0], {$f4,$f6}; // ld.global.v4.f32 {$f7,$f9,$f11,$f13}, [$rd10+0]; // st.global.v4.f32 [$rd10+0], {$f8,$f10,$f12,$f14};,, // NVIDIA Corporation
41 16 : : 64 - int float int2 float int4 float4 k k k k : NVIDIA Corporation : float NVIDIA Corporation
42 : float 64 NVIDIA Corporation : : : float 3M12MB 10,000 12, µs 357µs 3,494µs NVIDIA Corporation
43 : NVIDIA Corporation float3 global void accessfloat3(float3 *d_in, float3 d_out) { int index = blockidx.x * blockdim.x + threadidx.x; float3 a = d_in[index]; a.x += 2; a.y += 2; a.z += 2; } d_out[index] = a; NVIDIA Corporation
44 : float3 float sizeof(float3) B NVIDIA Corporation Float NVIDIA Corporation
45 : float3 sizeof(float3)*( /) ( / ) 3 : 0 ( /) 2*( /) float3 (float3*) ID NVIDIA Corporation float3 global void accessint3shared(float *g_in, float *g_out) { int index = 3 * blockidx.x * blockdim.x + threadidx.x; shared float s_data[256*3]; s_data[threadidx.x] d = g_ in[index]; s_data[threadidx.x+256] = g_in[index+256]; s_data[threadidx.x+512] = g_in[index+512]; syncthreads(); float3 a = ((float3*)s_data)[threadidx.x]; a.x += 2; a.y += 2; a.z += 2; } ((float3*)s )s_data)[threadidx.x] d = a; syncthreads(); g_out[index] = s_data[threadidx.x]; g_out[index+256] = s_data[threadidx.x+256]; g_out[index+512] = s_data[threadidx.x+512]; NVIDIA Corporation
46 : : : float 3M (12MB) 10,000 12, float 356µs 357µs 3,494µs 4, float3 3,302µs float3 359µs float3 NVIDIA Corporation : AoS Array of Structure: SoA Structure of Array: SoA : align(x)x = AoS SoA NVIDIA Corporation
47 : AoS SoA SoA : SDKAligned Types NVIDIA Corporation timestamp gld_incoherent gld_coherent gst_incoherent gst_coherent local_load local_store branch divergent_branch instructions warp_serialize cta_launched NVIDIA Corporation
48 CUDA_PROFILE : 1 0 CUDA_PROFILE_LOG :./cuda_profile.log CUDA_PROFILE_CSV : 1 0 CUDA_PROFILE_CONFIG : 4 config NVIDIA Corporation : 00 NVIDIA Corporation
49 Visual Profiler NVIDIA Corporation : NVIDIA Corporation
50 SDKMatrix Transpose NVIDIA Corporation NVIDIA Corporation
51 stride == 1 1:1 NVIDIA Corporation way stride == 2 8way stride == 8 NVIDIA Corporation
52 SDK warp_serialize : = NVIDIA Corporation : NVIDIA Corporation
53 CUDA CPU fetch NVIDIA Corporation NVIDIA Corporation
54 2 CUDA 1 CUDA CUDA float float NVIDIA Corporation CUDA CPU CUDA tex1dfetch() tex1d() tex2d() tex3d() NVIDIA Corporation
55 = NVIDIA Corporation
56 / 1 / > 2 1 syncthreads() ,000 NVIDIA Corporation RAW Read-After-Write 11 CUDA: PTX: x = y + 5; z = x + 3; s_data[0] += 3; add.f32 $f3, $f1, $f2 add.f32 $f5, $f3, $f4 ld.shared.f32 $f3, [$r31+0] add.f32 $f3, $f3, $f % NVIDIA Corporation
57 SM SM 8,192 SM 16KB ptxas-options=-v ncvv maxrregcount=n N = LMEM - LMEM NVIDIA Corporation cubin.cubin code architecture {sm_10} abiversion {0} modname {cubin} code { name = BlackScholesGPU lmem = 0 smem = 68 reg = 20 bar = 0 bincode { 0xa x x40024c09 0x NVIDIA Corporation
58 CUDA Occupancy Calculator NVIDIA Corporation == 1==1 : NVIDIA Corporation
59 != NVIDIA Corporation GPU GPU 1 : FFTW ATLAS Experiment NVIDIA Corporation
60 CUDA 1 : Tesla C GHz NVIDIA Corporation
61 NVIDIA Corporation int float add shift min max float mul mad: 14 int multiply (*) int multiply mul24() / umul24() 2 2 : n 2 foo % n == foo & (n-1) NVIDIA Corporation
62 sin cos116 : rcp() sin() exp() y / x == rcp(x) * y 120 sqrt(x) == x * rsqrt(x) 120 NVIDIA Corporation func(): ISA ISA : sin(x), exp(x), pow(x,y) func() : 5ulp : sin(x), exp(x), pow(x,y) -use_fast_math func() func() NVIDIA Corporation
63 GPUCPU : CPU 0.5ulp 80 NVIDIA Corporation (x+y)+z == x+(y+z) x = y = z = 1 GPU CUDA NVIDIA Corporation
64 G8x SSE IBMAltivec Cell SPE Format IEEE 754 IEEE 754 IEEE 754 IEEE 754 FADD FMUL inf -inf 1,000 1,000 Na log2(x) 2^x NVIDIA Corporation G8x IEEE 754 IEEE 0.5 ulp FMAD 2 ulp NVIDIA Corporation
65 float G8x float float f foo = bar * 0.123; // foo = bar * 0.123f; // float float foo = sin(bar); // foo = sinf(bar); // float NVIDIA Corporation ID if (threadidx.x > 2) { } if (threadidx.x / WARP_SIZE > 2) { } NVIDIA Corporation
66 GPU NVIDIA Corporation CUDA
67 CUDA 2 CUBLAS: BLAS CUFFT: FFT NVIDIA Corporation CUBLAS CUDA BLAS Basic Linear Algebra Subprograms: API CUDA GPU CUBLAS GPU CUBLAS GPU NVIDIA Corporation
68 BLAS 1 - O(N) 2 - O(N 2 ) 3 - O(N 3 ) 1 CGEMM BLAS CUBLAS NVIDIA Corporation CUBLAS CUBLAS cublas.h cublas + BLAS cublassgemm CUBLAS CUBLAS CUBLAS CCUDA CUDA C C++ NVIDIA Corporation
69 CUBLAS SGEMM NVIDIA Corporation cublasinit() cublasshutdown() cublasstatus cublasinit() CUBLAS GPU CUBLAS API cublasstatus cublasshutdown() CUBLAS CPU GPU NVIDIA Corporation
70 cublasgeterror() cublasalloc() cublasfree() cublasstatus cublasgeterror() CUBLAS CUBLAS_STATE_SUCCESS cublasstatus cublasalloc(int n, int elemsize, Void **devptr) ngpu elemsize cudamalloc()devptr devptr cublasstatus cublasfree(const void *devptr) GPUdevPtr NVIDIA Corporation cublassetvector() cublasgetvector() cublasstatus cublassetvector(int n, int elemsize, const void *x, int incx, void*y, int incy) CPUxn GPU y elemsize x y incx incy cublasstatus t cublasgetvector(int t t n, int elemsize, const void *x, int incx, void *y, int incy) GPUxn CPU y NVIDIA Corporation
71 cublassetmatrix() cublasgetmatrix() cublasstatus cublassetmatrix(int rows, int cols, int elemsize, const void *A, int lda, void *B, int ldb) CPUArows*cols GPU B elemsize A lda B ldb cublasstatus cublasgetmatrix(int rows, int cols, int elemsize, const void *A, int lda, void *B, int ldb) GPUArows*cols CPU B NVIDIA Corporation FORTRAN CUBLAS FortranC CUBLAS fortran.c f t NVIDIA Corporation
72 FORTRAN CUBLAS 2 fortran.c CUBLAS_USE_THUNKING GPU CPU GPU GPU CPU GPU CUBLAS CPU GPGPU BLAS GPGPU CUBLAS_ALLOC CUBLAS_FREE GPUCPUALLOC CUBLAS CUBLAS_SET_VECTOR CUBLAS_GET_VECTOR CUBLAS_SET_MATRIX CUBLAS_GET_MATRIX NVIDIA Corporation FORTRAN 77 program matrixmod implicit none integer M, N parameter (M=6, N=5) real*4 a(m,n) integer i, j do j = 1, N do i = 1, M a(i,j) = (i-1) * M + j enddo enddo call modify (a, M, N, 2, 3, 16.0, 12.0) subroutine modify (m, ldm, n, p, q, alpha, beta) implicit none integer ldm, n, p, q real*4 m(ldm,*), alpha, beta external sscal call sscal (n-p+1, alpha, m(p,q), ldm) call sscal (ldm-p+1, beta, m(p,q), 1) return end do j = 1, N do i = 1, M write(*,"(f7.0$)") a(i,j) enddo write (*,*)*) " enddo stop end NVIDIA Corporation
73 FORTRAN 77 : program matrixmod implicit none integer M, N, sizeof_real, devptra parameter (M=6, N=5, sizeof_real=4) real*4 a(m,n) integer i, j, stat external cublas_init, cublas_set_matrix,cublas_get_matrix external cublas_shutdown, cublas_alloc integer cublas_alloc do j = 1, N do i = 1, M a(i,j) = (i-1) * M + j enddo enddo call cublas_init stat = cublas_alloc(m*n, sizeof_real, devptra) if (stat.ne. 0) then write(*,*) "device memory allocation failed" stop endif call cublas_set_matrix (M, N, sizeof_real, a, M, devptra, M) call modify (devptra, M, N, 2, 3, 16.0, 12.0) call cublas_get_matrix (M, N, sizeof_real, devptra, M, a, M) call cublas_free(devptra) call cublas_shutdown do j = 1, N do i = 1, M write(*,"(f7.0$)") a(i,j) enddo write (*,*) " enddo stop end #define IDX2F(i,j,ld) ((((j)-1)*(ld))+((i)-1) subroutine modify (devptrm, ldm, n, p, q, alpha, beta) implicit none integer ldm, n, p, q integer sizeof_real, devptrm parameter (sizeof_real=4) real*4 alpha, beta call cublas_sscal (n-p+1, alpha, devptrm+idx2f(p,q,ldm)*sizeof_ real,ldm) call cublas_sscal (ldm-p+1, beta, devptrm+idx2f(p,q,ldm)*sizeof_ real,1) return end 72 NVIDIA Corporation CUFFT FFT Fast Fourier Transform: CUFFT CUDA FFT NVIDIA GPUFFT GPUFFT GPU NVIDIA Corporation
74 M 2D 3D[2,16384] NVIDIA Corporation CUFFT cuffthandle CUFFT cufftresults API CUFFT_SUCCESS CUFFT_INVALID_PLAN NVIDIA Corporation
75 CUFFT_C2C CUFFT_C2R CUFFT_R2C CUFFT_FORWARD (-1) CUFFT_BACKWARD (1) cufftcomplex FFT N -> N/2+1 N0 N1 Nn -> N0 N1 (Nn/2+1) NVIDIA Corporation D 3DCUFFT C FORTRAN MATLAB CUFFT IFFT(FFT(A))= length(a)*a CUFFT API FFTWFFT FFTGPU CUFFT NVIDIA Corporation
76 cufftplan1d() cufftresult cufftplan1d(cuffthandle *plan, int nx, cuffttype type, int batch) 1FFT batch1 CUFFT 1 CUFFT plan nx type batch plan cuffthandle 256 FFT256 CUFFT_C2C nx CUFFT 1 NVIDIA Corporation cufftplan2d() cufftresult cufftplan2d(cuffthandle *plan, int nx, int ny, cuffttype type) 2FFT plan nx ny type cuffthandle X Y CUFFT_C2C plan CUFFT 2 NVIDIA Corporation
77 cufftplan3d() cufftresult cufftplan3d(cuffthandle *plan, int nx, int ny, int nz, cuffttype type) 3FFT 3FFT plan nx ny nz type plan cuffthandle X Y Z CUFFT_C2C C2C CUFFT 3 NVIDIA Corporation cufftdestroy() cufftresult cufftdestroy(cuffthandle plan) CUFFT GPU GPU plan cuffthandle NVIDIA Corporation
78 cufftexecc2c() cufftresult cufftexecc2c(cuffthandle plan, cufftcomplex *idata, cufftcomplex *odata, int direction) CUFFT idata GPU odata idata odata plan cuffthandle idata GPUGPU odata GPU direction CUFFT_FORWARD CUFFT_BACKWARD odata NVIDIA Corporation cufftexecr2c() cufftresult cufftexecr2c(cuffthandle plan, cufftreal *idata, cufftcomplex *odata) CUFFT idata GPU odata idata odata plan cuffthandle idata GPUGPU odata GPU odata NVIDIA Corporation
79 cufftexecc2r() cufftresult cufftexecc2r(cuffthandle plan, cufftreal *idata, cufftcomplex *odata) CUFFT idata GPU GPU idata odata idata odata plan cuffthandle idata GPUGPU odata GPU odata NVIDIA Corporation CUFFT FFT 1. CUDA CUFFT CUFFTGPU 1 1 CUFFT 2FFT 1FFT CUFFT API NVIDIA Corporation
80 : 1 #define NX 256 #define BATCH 10 cuffthandle plan; cufftcomplex *data; cudamalloc((void**)&data, sizeof(cufftcomplex)*nx*batch); /* 1FFT */ cufftplan1d(&plan, NX, CUFFT_C2C, BATCH); /* CUFFT */ cufftexecc2c(plan, data, data, CUFFT_FORWARD); /* */ cufftexecc2c(plan, data, data, CUFFT_INVERSE); /* : (1) ) (2) */ /* CUFFT */ cufftdestroy(plan); cudafree(data); NVIDIA Corporation : 2 #define NX 256 #define NY 128 cuffthandle plan; cufftcomplex *idata, *odata; cudamalloc((void**)&idata, sizeof(cufftcomplex)*nx*ny); cudamalloc((void**)&odata, sizeof(cufftcomplex)*nx*ny); /* 1FFT */ cufftplan2d(&plan, NX,NY, CUFFT_C2C); /* CUFFT */ cufftexecc2c(plan, idata, odata, CUFFT_FORWARD); /* */ cufftexecc2c(plan, odata, odata, CUFFT_INVERSE); /* : */ /* CUFFT */ cufftdestroy(plan); cudafree(idata), cudafree(odata); NVIDIA Corporation
81 CUDA Fortran API NVIDIA Corporation
82 CUDA CUDA CUDA 2 2 CUDA NVIDIA Corporation
83 2 CUDA 1 CUDA CUDA 1 2 loat float NVIDIA Corporation CUDA CPU CUDA tex1dfetch() tex1d() tex2d() NVIDIA Corporation
84 : int float CUDA cudareadmodeelementtype cudareadmodenormalizedfloat 816int [-1,1][0,1] 0=[0, 1] cudafiltermodepoint cudafiltermodelinear cudaaddressmodeclamp cudaaddressmodewrap NVIDIA Corporation : // texture<unsigned short, 1, cudareadmodenormalizedfloat> texref;... // unsigned short *da = 0; cudamalloc((void**)&d_a, numbytes); cudamemcpy(da, ha, numbytes, cudamemcpyhosttodevice); // cudabindtexture(null, texref, da); NVIDIA Corporation
85 cudaarray cudachannelformatdesc int x y z w: enum cudachannelformatkind cudachannelformatkindsigned cudachannelformatkindunsigned cudachannelformatkindfloat cudacreatechanneldesc<float>(void); cudacreatechanneldesc<float4>(void); cudamallocarray cudafreearray cudamemcpytoarray cudamemcpyfromarray NVIDIA Corporation : 2 // texture<float, 2, cudareadmodeelementtype> texref;... // CUDA cudachannelformatdesc cf = cudacreatechanneldesc<float>(); cudaarray *texarray = 0; cudamallocarray(&texarray, &cf, dimx, dimy); cudamempcytoarray(texarray, 0,0, ha, numbytes, cudamemcpyhosttodevice); // texref.normalized = 0; texref.filtermode = cudafiltermodelinear; texref.addressmode = cudaaddressmodeclamp; // cudabindtexturetoarray(texref, texarray); NVIDIA Corporation
86 CUDA CUDA loat 816 cudareadmodenormalizedfloat API API API half f oat16 32 API CUDA NVIDIA Corporation CUDA Fortran
87 Fortran Fortran CUBLAS Fortranpinned Fortran CUDA NVIDIA Corporation SGEMM! 3A B C real, dimension(m1,m1):: A, B, C! #ifdef CUBLAS! CUBLASSGEMM CU! call cublas_sgemm ('n','n',m1,m1,m1,alpha,a,m1,b,m1,beta,c,m1) #else! BLASSGEMM call SGEMM ('n','n',m1,m1,m1,alpha,a,m1,b,m1,beta,c,m1) #endif BLAS g95 O3 code.f90 L/usr/local/lib lblas CUBLASfortran.c NVIDIA: gcc -O3 -DCUBLAS_USE_THUNKING -I/usr/local/cuda/include -c fortran.c g95 -O3 -DCUBLAS code.f90 fortran.o -L/usr/local/cuda/lib -lcublas NVIDIA Corporation
88 pinned pinned PCIe cudamallochost CFortran 2003 iso_ c_ binding! C C type (C_PTR) type(c_ptr) :: cptr_a, cptr_b, cptr_c! Fortran real, dimension(:,:), pointer :: A, B, C! cudamallochost! Fortraniso_c_binding!C(A(m1,m1)) res = cudamallochost ( cptr_a, m1*m1*sizeof(fp_kind) ) call c_f_pointer ( cptr_a, A, (/ m1, m1 /) )! A! cudamallochost NVIDIA Corporation CUDA FortranCUDA C! Fortran -> C -> CUDA ->C ->Fortran call cudafunction(c,c2,n) /* : Fortran */ extern "C" void cudafunction_(cucomplex *a, cucomplex *b, int *Np) {... int N=*np; cudamalloc ((void **) &a_d, sizeof(cucomplex)*n); cudamemcpy( a_d, a, sizeof(cucomplex)*n,cudamemcpyhosttodevice); dim3 dimblock(block_size); dim3 dimgrid (N/dimBlock.x); if( N % block_size!= 0 ) dimgrid.x+=1; square_complex<<<dimgrid,dimblock>>>(a_d,a_d,n); cudamemcpy( b, a_d, sizeof(cucomplex)*n,cudamemcpydevicetohost); cudafree(a_d); } complex_mul: main.f90 Cuda_function.o $(FC) -o complex_mul main.f90 Cuda_function.o -L/usr/local/cuda/lib lcudart Cuda_function.o: Cuda_function.cu nvcc -c -O3 Cuda_function.cu NVIDIA Corporation
89 CUDA API CUDA CUDA CUDA CUDACPU CUDA SDK asyncapi cudaevent_t start, stop; cudaeventcreate(&start); cudaeventcreate(&stop); cudaeventrecord(start, 0); kernel<<<grid, block>>>(...); cudaeventrecord(stop, 0); cudaeventsynchronize(stop); float et; cudaeventelapsedtime(&et, start, stop); cudaeventdestroy(start); cudaeventdestroy(stop); NVIDIA Corporation CPU GPU cudagetdevicecount( int* count ) cudasetdevice( int device ) cudagetdevice( int *current_device ) cudagetdeviceproperties( cudadeviceprop* prop, int device ) cudachoosedevice( int *device, cudadeviceprop* prop ) GPU 0 1CPU1GPU CPU GPU NVIDIA Corporation
90 CPU CUDA CPUCUDACPU CUDA CPU2 GPUp 3 CUDAp NVIDIA Corporation CUDA
91 OpenGL OpenGL CUDA Direct3D9 gldrawpixels / glteximage2d () NVIDIA Corporation OpenGL CUDA cudaglregisterbufferobject(gluint buffobj); OpenGL OpenGL CUDA cudaglmapbufferobject(void **devptr, GLuint buffobj); CUDA OpenGL cudaglunmapbufferobject(gluint buffobj); cudaglunregisterbufferobject(gluint buffobj); : OpenGL NVIDIA Corporation
92 : CUDA CUDAPBO CUDA unsigned char *p_d=0; cudaglmapbufferobject((void**)&p_d, pbo); preptexture<<<height,width>>>(p_d, time); cudaglunmapbufferobject(pbo); b glbindbuffer(gl_pixel_unpack_buffer_arb, pbo); glbindtexture(gl_texture_2d, texid); gltexsubimage2d(gl_texture_2d, 0, 0,0, 256,256, GL_BGRA, GL_UNSIGNED_BYTE, 0); NVIDIA Corporation : CUDA OpenGL PBO CUDA PBO CUDA CUDAPBO unsigned char *p_d=0; cudaglregisterbufferobject(pbo); cudaglmapbufferobject((void**)&p_d, pbo); postprocess<<<blocks,threads>>>(p_d); cudaglunmapbufferobject(pbo); cudaglunregisterbufferobject(pbo);... NVIDIA Corporation
93
94 NVIDIA NVIDIA NVIDIA Corporation NVIDIA Corporation NVIDIA Corporation NVIDIA Corporation NVIDIA NVIDIA CUDA Tesla NVIDIA Corporation Copyright 2008 NVIDIA Corporation.All rights reserved. NVIDIA Corporation 2701 San Tomas Expressway Santa Clara, CA
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