Распараллеливание вычислений в многопроцессорных и параллельных структурах как способ повышения производительности. Увеличение количества ядер. Разница между графическим и центральным процессорами. Применение чипов для расчётов на графических ускорителях.
Аннотация к работе
Обычно для параллельных вычислений требуются некоторые координированные действия. Параллельные вычисления бывают нескольких форм (на уровне инструкций, битов, данных, задач). Параллельные вычисления находили свое применение на протяжении многих лет в основном в высокопроизводительных вычислениях. Появился спрос на такие вычисление изза физических ограничений роста тактовой частоты процессора.В последние годы появилось большое количество дешевых кластерных параллельных вычислительных систем, которые привели к быстрому развитию параллельных вычислительных технологий, в том числе и в области высокопроизводительных вычислений. Большинство основных производителей микропроцессоров стали переходить на многоядерные архитектуры, что повлияло на изменение ситуации в области параллельных вычислительных технологий.Производители процессоров Intel, AMD, IBM, ARM признали увеличение число ядер как одно из приоритетных направлений увеличения производительности. В 2011 году выпустили в производство 8-ядерные процессоры для домашних PC, и 16-ядерные для серверных систем. Но такие процессоры применялись в узком круге специализированных задач. В апреле 2005 года AMD представила 2-ядерный процессор Opteron. архитектура AMD64. предназначен для серверов.Большое количество параллельных вычислений связано с трехмерными играми. Параллельные векторные вычисления на универсальных устройствах с многоядерными процессорами используются в 3D-графике, достигая высокой пиковой производительности. Максимальная скорость достигается только в ряде удобных задач, имея некоторые ограничения. Современные видеочипы имеют сотни математических исполнительных блоков, такая мощь может помочь для значительного ускорения множества вычислительно интенсивных приложений. Нынешние поколения GPU имеют гибкую архитектуру, которая вместе с программно-аппаратными архитектурами и высокоуровневыми языками дает возможность делать их намного более доступными.На данный момент для домашних пользователей продаются процессоры до восьми ядер, и количеством потоков до 16. Специальные векторные возможности (инструкции SSE) для 4-х компонентных (одинарная точность с плавающей точкой) и 2-х компонентных (двойная точность) векторов появились в универсальных процессорах изза возникновения высоких требований приложений, работающие с графикой. Видеокарта имеет глобальную память с доступом из всех мультипроцессоров, локальная память в каждом мультипроцессоре, а также имеется память для констант. Основные различия между архитектурами (GPU и CPU): ядра CPU исполняют один поток последовательных инструкций с максимальной производительностью, GPU исполняет большое число параллельно выполняемых потоков инструкций. Поэтому, начиная с процессоров Intel Pentium, появилась технология суперскалярного выполнения, которая представляет собой выполнение 2-х инструкций за такт, а процессор Pentium Pro отличился внеочередным выполнением инструкций.Приведем усредненные цифры прироста производительности вычислений, полученные исследователями по всему миру.Были рассмотрены разница между CPU и GPU, какие были сложности применения видеокарт в параллельных вычислениях без технологии CUDA, рассмотрены области применения.
План
Содержание
Введение
1. Актуальность темы
2. Увеличение количества ядер
3. Технология NVIDIA CUDA
4. Разница между CPU и GPU
5. Первое применение расчетов на графических ускорителях
6. Области применения параллельных расчетов на графических ускорителях
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Распараллеливании вычислений - это разделение больших задач на более маленькие, которые могут выполняться одновременно. Обычно для параллельных вычислений требуются некоторые координированные действия. Параллельные вычисления бывают нескольких форм (на уровне инструкций, битов, данных, задач). Параллельные вычисления находили свое применение на протяжении многих лет в основном в высокопроизводительных вычислениях. Но ситуация в последнее время изменилась. Появился спрос на такие вычисление изза физических ограничений роста тактовой частоты процессора. Параллельные вычисления стали доминирующей идеей в архитектуре компьютера. Она приобрела форму многоядерных процессоров.
Использование параллельных вычислительных систем обусловлено стратегическим направлениям развития в компьютерной индустрии. Главным обстоятельством послужило не только ограничение возможностей быстродействия машин, основанных на последовательной логике, сколь и наличием задач, для которых наличие вычислительной техники не является еще достаточным. К задачам данной категории можно отнести моделирование динамических процессов.
Появление процессоров с несколькими ядрами явилось скачком развития эффективных супервычислений, которые могут похвастаться более высокими показателями производительность/стоимость, по сравнению с системами на базе супер ЭВМ. Использование многоядерных процессоров дает гибкую возможность, в частности варьирования конфигураций, а также масштабирования мощности в вычислительных системах - начиная от PC, серверов, рабочих станций и заканчивая кластерными системами.
Вывод
В реферате удалось рассмотреть параллельные вычисления на многоядерных процессорах, а также технологиях CUDA и CTM. Были рассмотрены разница между CPU и GPU, какие были сложности применения видеокарт в параллельных вычислениях без технологии CUDA, рассмотрены области применения.
В реферате не было рассмотрело применение параллельных вычислений в центральных процессорах с интегрированным видеоядром. Это процессоры фирмы AMD серии А (AMD A10, AMD A8, AMD A6, AMD A4) и процессоры фирмы Intel серии i3/i5/i7 со встроенным видеоядром HD Graphics.
Список литературы
1. Сайт ixbt.com, владелец Byrds Research and Publishing, Ltd