Μελέτη και αξιολόγηση των σύγχρονων Μονάδων Επεξεργασίας Γραφικών για χρήση σε εφαρμογές γενικού σκοπού

Πανταζή Ν., Τζαμπούρα; Pantazi N., Tzampoura

dc.contributor.author	Πανταζή Ν., Τζαμπούρα
dc.contributor.author	Pantazi N., Tzampoura
dc.date.accessioned	2025-06-17T06:19:40Z
dc.date.available	2025-06-17T06:19:40Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/62066
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29762
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	επεξεργαστές πολλών πυρήνων	el
dc.subject	ΜονάT Eα Επεξεργασίας Γραφικών (GPU)	el
dc.subject	υπολογισ οί Γενικού Σκοπού σε GPUs (GPGPT RS	el
dc.subject	αρχιτεκτονική nVidia G80	el
dc.subject	οντέλο προγραμματισμού σε ροές, C	el
dc.subject	CUDA	en
dc.subject	Multicore processors	en
dc.subject	General Purpose computations on GPUs (GPGPU)	en
dc.subject	nVidia G80 architecture	en
dc.subject	streaming programming model	en
dc.title	Μελέτη και αξιολόγηση των σύγχρονων Μονάδων Επεξεργασίας Γραφικών για χρήση σε εφαρμογές γενικού σκοπού	el
dc.contributor.department	Τομεας Τεχολογιας Πληροφορικής και Υπολογιστών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Πολυπύρηνοι επεξεργαστές	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2008-09-01
heal.abstract	Σκοπός της διπλω ατικής εργασίας είναι η "(-τη %ας από τις αρχιτεκτονικές των σύγχρονων Μονάδων Επεξεργασίας Γραφικών (GPUs) για χρήση της σε υπολογισμούς γενικού σκοπού (GPGPU), και ιδιαίτερα σε επιστη ονικές εφαρ ογές. Αυτές οι αρχιτεκτονικές προσφέρουν πολύ υψηλές υπολογιστικές δυνατότητες και ειδικά η επίδοση τους σε πράξεις κινητής υποδιαστολής, είναι ση αντικά καλύτερη από τις σύγχρονες CPUs του ε πορίου. Κατά καιρούς, έχουν χρησι οποιηθεί κάρτες γραφιT #9ν για επιτάχυνση των υπολογισ 9ν σε πληθώρα εφαρ ογών αλλά οι διαδικασίες που έπρεπε να ακολουθηθούν ήταν ιδιαίτερα σύνθετες και πολύπλοκες. Αυτό συνέT .αινε γιατί, το εκάστοτε πρόβλη α προς επίλυση έπρεπε πρώτα να απεικονιστεί σε πρόβλη α επεξεργασίας γραφικών. Με τις νέες γενιές γραφικών πολλά από τα προT .(ή ατα ξεπεράστηκαν, ενώ παρουσιάστηκαν νέες προοπτικές. Μελετήθηκε εδώ η αρχιτεκτονική G80 της εταιρείας nVidia, ένας από τους ση αντιT #4τερους αντιπροσώπους των νέων γενιών GPUs. Αυτή η αρχιτεκτονική περιλα .$T νει ενοποιη -νους υπολογιστικούς πυρήνες και αρκετά άλλα πολύ υποσχό "να χαραT #τηριστικά. Μαζί " αυτήν εξετάσθηκαν και οι δυνατότητες του CUDA, του πακέτου ανάπτυξης λογισ %#ού που η εταιρεία προσφέρει, και θα είναι συ .ατό και " όλες τις επό "νες γενιές GPUs της εταιρείας. Μέσω αυτού αποφεύγεται πλέον η ανάγκη χρησι οποίησης των προγραμματιστών διεπαφών γραφικών για προγρα 􀀃��ατισ 4 στις νέες GPUs. Αρχικά, "("τήθηκαν τα χαρακτηριστικά της αρχιτεκτονικής και ο τρόπος που η προT+ρα 􀀃��ατιστική διεπαφή τα χρησι οποιεί. !4*'#" ιδιαίτερη έ Dαση σε τεχνικές βελT τιστοποίησης που θα πρέπει να ακολουθούνται από τους προγρα 􀀃��ατιστές " σκοπό την πλήρη εκ "τάλλευση της υποκεί "νης αρχιτεκτονικής. Στη συνέχεια, εκτελέστηT #" ένας αριθ 4& πειρα $των, για να αξιολογηθεί η δυνατότητα της "("τού "νης αρT 8%τεκτονικής να αντεπεξέλθει στις ανάγκες υπολογισ 9ν γενικού σκοπού. Τα αποτεT (-6􀀃��ατα ήταν ενθαρρυντικά, και ειδικά αν ακολουθούνται οι ση αντικότερες από τις στρατηγικές βελτιστοποίησης της επίδοσης, πορούν να επιτευχθούν "+$("& επιταT 8ύνσεις σε ποικίλες εφαρ ογές. Οι προοπτικές της προσπάθειας για GPGPU φαίνονται πολλά υποσχό "νες, ενώ ήδη έχουν σχεδιαστεί ακό α πιο εξελιγ -νες γενιές GPUs για εκ "τάλλευση στο ά "6ο -((ον. Είναι γεγονός ότι το ενδιαφέρον της έρευνας έχει στραφεί πλέον στον σχεδιT ασ 4 υπολογιστικών συστη $των " αζικά πολλούς πυρήνες, δανειζό "νη από τις GPUs πολλές ιδέες και χαρακτηριστικά. !%αφαίνεται, τελικά, ένα είδος σύγκλισης ως προς κάποια χαρακτηριστικά που θα υλοποιούν οι "((οντικές CPUs και GPUs, όπως για παράδειγ α ο "+$(ος αριθ 4& υπολογιστικών πυρήνων και η ταυτόχρονη υποT 6τήριξη πολλών νη $των σε επίπεδο υλικού.	el
heal.abstract	The purpose of this diploma thesis is the study of one of the architectures of the modT I>U Graphics Processing Units (GPUs) for use in general purpose computations (GPGPU), and especially in scientific applications. These architectures offer very high computational power, and their performance in floating point computations is substantially better than the performance of modern CPUs. During the past, GPUs have been used for acceleration of computations in a number of applications, but it was a particularly difficult task. This happened because each problem should be iniT B?WGG= mapped into a graphics problem in order to use the GPU’s hardware efficiently. After the appearance of the new generations of GPUs many of these problems no longer exist, and new prospects have opened up. The nVidia G80 architecture, one the most powerful representatives of the new genT I>WB?;UH of the GPUs, was studied. This architecture implements unified processing cores and many other new promising characteristics. Along with this architecture we studied the capabilities of CUDA, the Software Development Kit nVidia presented, and which will be compatible with future GPUs, as well. After the coming of CUDA, along with the streaming programming model it offers, there is no longer a need for use of graphics APIs in general purpose computations. Initially, we studied the main characteristics of the G80 architecture and the way it is used by the CUDA API. We emphasized in a number of optimization techniques that CUDA programmers should apply, in order to achieve maximum performance. Then, a number of experiments were executed, in order to evaluate the performance of this new platform in solving general purpose problems. The results were more than satisT ]W_B;>=, and especially if the most important of the performance guidelines are folT G;`IK, substantial speedT\<H can be attained. The prospects of the GPGPU effort seem really promising, whereas new, even more powerful, architectures have been designed and are soon to be exploited. It is a fact that a great amount of researchers’ interest has been turned to the design of manycore computing systems, borrowing many characteristics from the GPUs. There seems to be a kind of convergence in the horizon, as far as certain aspects of the future GPUs and CPUs are concerned, such as the large number of processing cores and the supT <;>B of many hardware threads.	en
heal.sponsor	ΕΜΠ	el
heal.advisorName	Κοζύρης, Νεκτάριος
heal.committeeMemberName	Κοζύρης, Νεκτάριος
heal.committeeMemberName	Παπασπύρου, Νικόλαος
heal.committeeMemberName	Πεκμεστζή, Κιαμάλ	el
heal.academicPublisher	Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	169 σ.
heal.fullTextAvailability	false