230

Parallel Computing on Hybrid CPU-GPU Systems

كارشناسي ارشد

كامپيوتر

تهران شمال

93

93/11/21

17/25

112ص

حميدي، حميد رضا

معظم

110-104ص

Graphics Processing Unit , GPGPU , Hybrid Systems , Parallel Processing

پردازنده گرافيكي يك نيروي عظيم محاسباتي است. قدرت پردازشي اين پردازنده حاصل معماري ويژه‌ي آن است كه براي دستيابي به حداكثر كارايي روي وظايف بسيار موازي گرافيك كامپيوتري سنتي توسعه يافته است. امروزه، كاربرد پردازنده‌هاي گرافيكي بسيار فراتر از آن چيزي است كه در ابتدا تصور مي‌شد. با اينحال، بهره‌برداري از اين توان بالقوه‌ي پردازشي براي محاسبات عمومي، منوط به شناخت مشخصات بنيادين سخت‌افزاري- نرم‌افزاري اين پردازنده‌ها و ناتواني‌هاي ذاتي‌ برخاسته از اين طراحي منحصر به فرد است. به علاوه، لازمست كاركردهاي مناسب آن‌ها در كنار نقاط ضعف و قوت‌شان در مقايسه با پردازنده‌هاي سنتي نيز مد نظر قرار داده شود. در واقع، پردازنده‌هاي مركزي و گرافيكي هريك از توان پردازش موازي خاص خود برخوردارند. يكي از راه‌كارهاي بهبود هرچه بيشتر كارايي سيستم‌ها اين است كه بتوان در قالب يك سيستم تركيبي، از توانمندي‌هاي هر دو نوع پردازنده به تناسب كاركردهاي هريك بهره برداري نمود. به عبارت ديگر اگر بتوان هر كار را روي پردازنده مناسب اجرا كرد، كارايي كل سيستم بهبود مي‌يابد. نيروي محاسباتي پردازنده گرافيكي در حوزه‌هاي مختلفي از جمله جبر خطي بكار گرفته شده و نتايج قابل توجهي را رقم زده است. الگوريتم‌هاي جبر خطي نه تنها در رياضيات، بلكه در ديگر علوم نيز نقشي اساسي دارند. به دليل اين جايگاه، بهينه‌سازي و بهبود كارايي الگوريتم‌هاي جبر خطي مي‌تواند بر كارايي طيف وسيعي از برنامه‌هاي كاربردي علمي مؤثر باشد. ويژگي‌هاي محاسباتي اين الگوريتم‌ها به‌گونه‌اي است كه آنان را به گزينه‌هاي مناسبي براي بهره بردن از توان پردازش موازي پردازنده‌ي گرافيكي در قالب سيستم‌هاي تركيبي تبديل مي‌كند. در اين پژوهش، مروري بر معماري، ساختار پردازشي و نيز قابليت‌هاي پردازنده گرافيكي براي اجراي موازي محاسبات عمومي خواهيم داشت. چالش‌هاي پيش رو و برخي راه‌كارهاي ارائه شده نيز از ديگر موضوعاتي است كه بدان‌ها پرداخته مي‌شود. در ادامه به عنوان يك مورد پژوهي، انطباق نيازهاي محاسباتي الگوريتم‌هاي جبر خطي با الگوي پردازش موازي پردازنده گرافيكي سنجيده مي‌شود. سپس بهبود كارايي اين الگوريتم‌ها با استفاده تركيبي از توان پردازنده مركزي و پردازنده گرافيكي مورد بحث قرار مي‌گيرد. در انتها، راهكار معرفي شده بر روي يك نمونه شناخته شده از الگوريتم‌هاي جبر خطي به اجرا درآمده و نتايج حاصله مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد.

33682