1. Большинство суперкомпьютеров
(список top500.org) – гетерогенные среды.
CPU : GPU = 1 : n (n = 1, 2, 3,…)

2. Технологии GPGPU. Практическое
применение
Кизько Б. А.,
5085/2, ИИТ, ФГБОУ ВПО СПбГПУ
07.05.2013

3. GPU
CPU
vs
GPU
Гораздо больше транзисторов GPU
отведено на обработку данных,
а не на управление исполнением
(т.н. Flow control)

5. GPGPU до 2007 года
Шейдерные языки Cg, GLSL и HLSL
GLSL – OpenGL
HLSL – Microsoft DirectX
1.Широкая поддержка оборудования.
2.Отсутствие готовых библиотек.
3.Необходимо знание специализированного
языка
4.Привязка к графическим API.

6. NVIDIA Compute Unified Device
Architecture
Язык программирования C с расширениями
Распространённость GPU
GeForce 8, 9, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700

7. NVIDIA Compute Unified Device Architecture
GPU – сопроцессор (device) для CPU (host)
Собственная память (память устройства, device
memory)
Параллельная обработка множества потоков
Ядро (kernel) – исполняемая над большим числом
потоков функция с параллелизмом данных
Отличия потоков GPU от CPU:
•Для полной эффективности GPU нужны тысячи
потоков
•Легковесность, низкие накладные расходы на
создание

8. NVIDIA Compute Unified Device
Architecture

9. NVIDIA Compute Unified Device
Architecture
SIMD (Single Instruction – Multiple Data)
SIMT (Single Instruction – Multiple Thread)
Несколько видов памяти
(регистры, локальная,
разделяемая, глобальная,
константная, текстурная) с
разными правами доступа

10. NVIDIA Compute Unified Device
Architecture

11. Open Compute Language
Khronos Group: AMD, Intel, Motorola, Apple,
NVIDIA, IBM, ARM
2008 г. - OpenCL 1.0
1 декабря 2012 г. - OpenCL 1.2
C99 с новыми ключевыми словами
Открытый стандарт
Широкая поддержка оборудования
Прирост в WinZip 16.5 на AMD APU - 45%

12. Open Compute Language
CPU (host) управляет OpenCL-устройствами
(devices): CPU, GPU, DSP, …

13. Open Compute Language
WinZip, ArcSoft, Corel VideoStudio, GIMP,
Mathematica 8, vReveal, Blender, BattleField 3, …
PyOpenCL, WebCL (JS-интерфейс для обработки
вычислений в браузере, поддержка в Firefox и
WebKit), ScalaCL, Ruby-OpenCL
PGI OpenCL Compiler, OpenCL Studio, ZiiLABD
OpenCL SDK
http://openclnews.com/apps

14. Open Compute Language
AMD OpenCL University Kit
Набор материалов от AMD для обучения
технологии в течение семестра.
13 лекций с примерами кода и набором заданий
http://developer.amd.com/resources/heterogeneouscomputing/opencl-zone/

15. HSA Foundation
AMD, ARM, Samsung, Texas Instruments,
Qualcomm, MediaTek, Imagination Technologies

16. Intel
Larrabee -> Xeon Phi
Архитектура x86
Много ядер Pentium в одном чипе с общей памятью

17. Intel Xeon Phi
Сопроцессор 5110P:
60 ядер Pentium 1GHz с EM64T, 4 потока/ядро 512бит SIMD
512К L2
1 TFLOPS
6/8 Gb GDDR5
RHEL 6.x
SuSE Linux 12

18. Intel Xeon Phi

19. Взаимодействие NVIDIA с ВУЗами
269 университетов мира
СПбГПУ, СПбГУ, "Дубна", ОИЯИ,
МИЭТ, МГТУ им. Баумана, МАИ,
"Курчатовский институт",
МГУ им. Ломоносова, ...
декабрь 2009 - научно-образовательный центр
"Параллельные вычисления", Дубна

20. Список источников
1. Сайты HSA Foundation, NVIDIA, AMD,
Khronos Group
2. thg.ru - подробный обзор Intel Xeon Phi
3. Wikipedia
4. Статьи с habrahabr.ru
5. Сайт научно-образовательного центра
"Параллельные вычисления"
http://www.parallel-compute.ru/
6. opencl.org
7. gpgpu.org
8. Результаты НИР на 3-4 курсах. Научный
руководитель - Семьянов П. В.

21. Благодарю за внимание!