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异构计算综述

我们常说的并行计算正是异构计算中的重要组成部分异构计算近年来得到更多关注,主要是因为通过提升CPU时钟频率和内核数量而提高计算能力的传统方式遇到了散热和能耗瓶颈。...传统的通用计算主要依靠图形API,这给不熟悉图形应用的用户带来了极大的不便。为了克服该缺陷,出现了NVIDIA CUDA和ATI Stream等编程模型,给编程带来了极大的灵活性。...用OpenCL包含一个用来协调异构处理器间并行计算的API,和一个基于ISOC99跨平台的编程语言,且能与OpenGL、OpenGL ES和其它图形类API 高效互通,具有跨平台、兼容性好等特点,极大地方便了软件开发人员的编程工作...OpenCL通过主机程序定义上下文并创建一个被称为命令队列的数据结构来管理内核程序的执行。在命令队列中,内核程序可顺序执行也可乱序执行。...(4)编程模型 数据并行和任务并行是OpenCL可以支持的两种并行编程模型,同时两者的混合模型也得到支持。通常情况下,OpenCL采用的首要模型是数据并行,而对多核CPU主要采用任务并行。

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CUDA与OpenCL:并行计算革命的冲突与未来

OpenCL 的奇特案例:为什么 CUDA 在 GPGPU 编程中占据主导地位 尽管 OpenCL 具有开放性,但 CUDA 已成为 GPGPU(图形处理单元上的通用计算)编程领域的主导力量。...虽然 WebGPU 仍在开发中,尚未得到广泛支持,但它有望以更无缝和高性能的方式将 GPU 加速引入 Web。...了解图形 API:深入了解 OpenGL、OpenCL、CPU 和 GPU 要全面掌握 CUDA 和 OpenCL 在 GPU 加速领域中的作用,必须了解 CPU(中央处理器)和 GPU 之间的基本区别...或者,OpenCL 和开放的、供应商中立的标准是否会通过它们在未来可组合的异构加速结构的不同处理元素中灵活编排工作负载的能力而占上风?...目标是为开发人员提供一个连贯的编程模型,该模型可以部署在 Arm 的各种 CPU、GPU 和专用 AI/ML 处理器产品中。

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    如何成为一名异构并行计算工程师

    简单来说,前一种方法是将经常访问的数据保存在低延迟的缓存中,以减少访问数据时的延迟,通过更快为处理器提供数据而提高性能,主要是目前主流的CPU采用。...GPU GPGPU是一种利用处理图形任务的GPU来完成原本由CPU处理(与图形处理无关的)的通用计算任务。由于现代GPU强大的并行处理能力和可编程流水线,令其可以处理非图形数据。...随着FPGA的流行,其编程速度越来越得到重视,各个厂商都推出了各自的OpenCL编程环境,虽然OpenCL降低了编程难度,但是其灵活性和性能也受到很大的限制。...OpenMP提供了对并行算法的高层的抽象描述,程序员通过在源代码中插入各种pragma伪指令来指明自己的意图,编译器据此可以自动将程序并行化,并在必要之处加入同步互斥等通信。...在消息传递并行编程中,每个控制流均有自己独立的地址空间,不同的控制流之间不能直接访问彼此的地址空间,必须通过显式的消息传递来实现。

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    深度学习落地移动端——Q音探歌实践(一)

    当我们可以控制系统环境(例如,Oculus VR平台)时,或者处于多样性很少且成熟的系统中(例如,iPhone)时,可以通过协处理器提高性能。...3.移动端协处理器编程研究 可编程性是使用移动端协处理器的主要障碍,要想使用移动端GPU执行神经网络算法,Android上编程的主要API是OpenCL,OpenGL ES和Vulkan,而IOS上主要是...3.1 OpenCL OpenCL旨在使应用程序能够在可编程的协处理器上运行。因此,OpenCL不提供特定于图形的功能,例如3D渲染。...作为图形API,最开始版本的OpenGL ES并不适合GPGPU(General-purpose GPU 通用GPU)编程。但是,最新版本的API提供了足够的功能来对神经网络计算进行编程。...它引入了计算着色器(Compute Shader),这些着色器提供了OpenCL 1.x和早期版本的CUDA中可用的类似功能。例如在GPU上启动内核以减少图形管线的开销,工作组内的快速同步等等。

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    CUDA vs OpenCL:GPU 编程模型该如何选?

    与专门用于 NVIDIA GPU 的CUDA不同,OpenCL 支持多种硬件平台,包括 CPU、GPU、数字信号处理器(DSP)以及其他处理器类型。...这一框架通过为不同硬件设备提供一个便携的编程语言,使得开发者能够在多种架构上设计通用的程序,同时也具备足够的灵活性,以在各平台上实现高性能。...在实际应用中,开发者可以根据项目的具体需求,综合考虑性能、跨平台性、开发效率等因素,选择最适合的 GPU 编程框架。...在操作系统支持的比较中,虽然 CUDA 能够在最流行的操作系统上稳定运行,但 OpenCL 的多平台适用性使其在兼容性方面更胜一筹。...即使如此,较新的 NVIDIA GPU 除了出色的 CUDA 支持之外,仍然可以通过 OpenCL 实现强大的性能。在实际选择过程中,开发人员应根据所使用的应用程序及硬件环境做出决定。

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    【详解】FPGA:深度学习的未来?

    现有的解决方案使用图形处理单元(GPU)集群作为通用计算图形处理单元(GPGPU),但现场可编程门阵列(FPGA)提供了另一个值得探究的解决方案。...对于深度学习来说,目前硬件加速主要靠使用图形处理单元(GPU)集群作为通用计算图形处理单元(GPGPU)。相比传统的通用处理器(GPP),GPU的核心计算能力要多出几个数量级,也更容易进行并行计算。...最近,开放型并行程序设计标准OpenCL作为异构硬件编程的替代性工具备受关注,而对这些工具的热情也在高涨。...其次,OpenCL支持一系列硬件,包括GPU、GPP、现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)。 1.1....常用深度学习软件工具 在深度学习最常用的软件工具中,有些工具已经在支持CUDA的同时,认识到支持OpenCL的必要性。这将使得FPGA更容易实现深度学习的目的。

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    Mac OS X 背后的故事(下)

    这些技术通过一定程度的高效并行来挖掘计算机处理器的速度所能达到的高度,以促使用户更新换代。...而 21 世纪的前十年,我们更是见证了个人计算机处理器的三次重大革命——64位处理器、多核心和高效图形处理器在个人电脑出现。...软件开发者无需改动或重新编译他们的代码,就能得到摩尔定律许诺他们的好处,因为处理器顺序地执行计算机指令,新一代的处理器就自动会跑得比原先更快。...同时,对于科学技算中的浮点计算,GPU 往往通过硬件加速使其效率比传统 CPU 更高,因为图形渲染等工作基本都是浮点计算。...由于 OpenCL 和 GCD 的编程模式是一样的,因此当 OpenCL 程序在 CPU 上执行时,是跑在 GCD 队列上的。

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    Python CUDA 编程 - 1 - 基础概念

    CUDA作为GPU高性能计算的主要开发工具之一,已经在各个领域取得广泛应用。 什么是GPU GPU全名为Graphics Processing Unit,又称视觉处理器、图形显示卡。...CPU与GPU CPU主要从主存(Main Memory)中读写数据,并通过总线(Bus)与GPU交互。GPU除了有超多计算核心外,也有自己独立的存储,被称之为显存。...操作系统是基于硬件的第一层软件,在操作系统上我们需要安装GPU驱动。 CUDA在GPU驱动之上,有了CUDA,我们可以进行一些GPU编程。...一些上层软件为了兼容性,在计算加速部分并没有使用CUDA,而是使用了OpenCL。比如,决策树算法框架LightGBM主要基于OpenCL进行GPU加速。...无论是ROCm还是OpenCL,其编程思想与CUDA都非常相似,如果掌握了CUDA,那上手OpenCL也会很容易。

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    风辰:市场对异构并行计算领域人才的需求很大

    《并行编程方法与优化实践》侧重在不同的并行程序设计库、语言的基本概念,使用模式,比如X86处理器支持的SSE/AVX指令集,ARM Neon指令集的使用,以及OpenCL和CUDA的理念和基于GPU的异构计算的理论...本书比较适合想要立刻上手的软件开发人员,学生也可以通过本书了解目前并行计算领域的主要编程语言和编程工具。...《科学计算与企业经应用的并行优化》关注在如何使用《并行编程方法与优化实践》中的工具来优化分子动力学、偏微分方程求解、深度学习等领域的算法和应用。...据说Intel下一代处理器Skylake将引入512比特宽度的AVX指令集,当然这个其实已经在Xeon Phi上实现了,不过能在家用处理器上引入这个特性还是非常令人期待的。...尤其在某些图形图像处理密集的应用中,通过CPU的向量操作把一些密集计算从GPU上解放出来也是有所必要的,呵呵。

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    GPU 编程相关 简要摘录

    当前的计算模型中,CPU主要用来进行通用计算,其更多的是注重控制,我们可以通过GPU和FPGA等做专用的计算。 ?...OpenCL (Open Computing Language):业界第一个跨平台的异构编程框架。...三种异构编程框架,对比来看:CUDA和OPENCL 比 C++ AMP 更接近于硬件底层,所以前两者性能较好,C++ AMP 相对前两者 具有较高的易编程性; 三种框架的选择: 看重易用性:C++ AMP...可能是目前最好的选择;(相对于OPENCL 你可能会听说过 OPENCV,OPENGL,OPENAL 等标准)opencl 得到了很多软硬件厂商的大力支持。...异构计算中常见的组合: 通用处理器对协处理器之间,主要考虑一些几个方面:协处理器能全面支持需要用到的场景关键算法(算法性能);协处理器需要有大量并行通道,每个通道支持低延时的数据处理(数据并行和低延时处理能力

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    OpenCV 图像处理学习手册:6~7

    GPU 本质上是专用于图形处理或浮点运算的协处理器,旨在提高视频游戏和交互式 3D 图形等应用的性能。 在 GPU 中执行图形处理时,CPU 可以专用于其他计算(例如游戏中的人工智能部分)。...CUDA 是由 NVIDIA 创建并由其产生的 GPU 实现的并行计算平台和编程模型。 本章重点介绍 OpenCL 架构,因为它受到更多设备的支持,甚至包括在某些 NVIDIA 图形卡中。...请注意,OpenCL 支持许多计算设备,但不是全部。 您可以检查图形卡或处理器是否与 OpenCL 兼容。...库:在本章中,使用 Qt 库的 MinGW 二进制文件通过 OpenCL 编译 OpenCV。...在第二部分中,说明了使用 OpenCL 安装 OpenCV 的安装过程,并使用了 AMD APP SDK。 在上一节中,有三个使用 GPU 编程的示例(第二个示例也具有 CPU 版本以便进行比较)。

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    互联网十万个为什么之什么是GPU?

    神经网络,尤其是那些涉及大量线性代数运算的网络,从GPU的高效并行处理能力中受益匪浅。在自动驾驶技术中,GPU负责处理大量传感器数据并实时执行决策算法,以保证行车的安全性。...一个GPU由成百上千个小型、高效的核心组成,这些核心分组成多个流处理器。这些核心在处理图形任务时非常高效,比如渲染像素或进行复杂的几何计算。...这些应用程序通常不涉及图像渲染,但可以从GPU的并行处理能力中获益。利用专门的编程框架,如CUDA或OpenCL,开发者可以编写能够在GPU上执行的代码,以利用其并行架构来加速计算。...GPU(图形处理单元)和CPU(中央处理单元)是现代计算机系统中的两种关键处理器,下表列举了CPU和GPU在关键特性上的对比,以帮助理解它们之间的主要差异。...、OpenCL,来优化大规模并行任务 支持多种编程语言和复杂的控制流,适合多样化的应用程序编写 缓存和内存访问 较小的缓存,内存带宽更高,内存访问模式需针对并行性能优化 更大的缓存,复杂的缓存一致性协议

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    【Java AWT 图形界面编程】在 Canvas 画布中绘制箭头图形 ( 数据准备 | 几个关键的计算公式 | 绘制箭头直线和尾翼 )

    文章目录 一、在 Canvas 画布中绘制箭头图形 - 要点分析 1、数据准备 2、绘制直线 3、绘制箭头尾翼 二、代码示例 一、在 Canvas 画布中绘制箭头图形 - 要点分析 ---- 1、数据准备...绘制箭头时 , 先设置一条直线的起始点和终止点 , 箭头绘制在该线段上 ; /** * 起始点 X, Y 坐标 * 终止点 X, Y 坐标 */ private...int startX, startY, endX, endY; 为箭头指定一个长度 , 该长度的末尾是 箭头终点 , 在直线上确定箭头终点 , 该终点延伸出两个尾翼 , 尾翼也指定一个长度 ;..., 绘制出来 ; // 绘制直线 g.drawLine(startX, startY, endX, endY); 3、绘制箭头尾翼 首先 , 确定起始点和终止点 , 在

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    【玩转 GPU】GPU开发实践:聚焦AI技术场景应用与加速

    首先介绍了GPU云服务器在AIGC和工业元宇宙中的重要作用,然后深入讨论了GPU在AI绘画、语音合成等场景的应用以及如何有效地利用GPU进行加速。...以下是一些关键的技术:3D建模与可视化:工业元宇宙的基础是3D建模和可视化技术,用于创建数字孪生模型并呈现物理世界中的实体对象。这些技术包括计算机图形学、点云处理、三维扫描等。...OpenCL编程:OpenCL是一种跨平台的通用并行计算框架,它允许开发者使用C/C++语言编写异构系统的并行计算程序。OpenCL支持多种硬件平台,包括CPU、GPU和DSP等。...由于其跨平台特性,OpenCL在GPU开发中也具有一定的应用价值。高性能计算(HPC):HPC是指大规模计算任务,通常需要使用多个处理器或加速器来完成。...虽然CPU和GPU都是计算机的核心处理器,但它们的设计目标和架构有很大的不同。CPU主要用于通用计算和处理,而GPU则专门用于图形处理和并行计算。

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    Codeplay开源为Nvidia GPU提供DPC ++版本

    帮助减轻这一挑战的一个努力是由Khronos行业协会开发的高级编程模型SYCL。SYCL构建在OpenCL(开放计算语言)之上,并且“允许使用完全标准的c++以单源代码风格编写异构处理器的代码”。...Codeplay首席软件工程师雷耶斯(Ruyman Reyes)在博客中描述了这一服务。...[i]针对OpenCL的c++单源异构编程 SYCL是一个免版权费的、跨平台的抽象层,它建立在OpenCL的底层概念、可移植性和效率之上,OpenCL允许使用完全标准的c++以“单源代码”风格编写异构处理器的代码...SYCL单源编程使应用程序的主机和内核代码以一种类型安全的方式包含在同一个源文件中,并且具有跨平台异步任务图的简单性。...开发人员在比OpenCL C或c++更高的级别上进行编程,但是始终可以通过与OpenCL、C/ c++库和OpenCV或OpenMP等框架的无缝集成来访问底层代码。

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    【AI系统】GPU 基础

    GPU 是 Graphics Processing Unit(图形处理器)的简称,它是计算机系统中负责处理图形和图像相关任务的核心组件。...图形硬件的流水线被定义为流处理器,顶点级可编程性开始出现,同时像素级也具有了有限的编程性。尽管如此,第二代 GPU 的整体编程性仍然相对有限,与现代 GPU 相比仍有一定差距。...ATI/AMD 在一开始选择了 VLIW5/4,即 SIMD,通过 GCN 向 MIMD 靠拢,但是进化不够完全(GCN 一开始就落后于 Kepler),所以图形性能和 GPGPU 效率低于对手。...2008 年,苹果公司推出了一个通用的并行计算编程平台 OPENCL(Open Computing Language)。...与 CUDA 不同,OPENCL 并不与特定的硬件绑定,而是与具体的计算设备无关,这使得它迅速成为移动端 GPU 的编程环境业界标准。

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    为什么人工智能更需要GPU,CPU和GPU的区别

    CPU和GPU是两种不同的微处理器,它们在电脑、手机、游戏机等设备中负责执行各种计算任务。CPU是中央处理器,它是电脑的大脑,负责处理各种复杂的逻辑运算和控制指令。...GPU是图形处理器,它是电脑的眼睛,负责处理大量的图像和图形相关的运算。  CPU和GPU的主要区别在于它们的内部架构和设计目的。...CPU和GPU使用不同的编程语言和工具来开发和运行程序。CPU常用的编程语言有C、C++、Java、Python等,而GPU常用的编程语言有CUDA、OpenCL、TensorFlow等。...CPU使用统一的内存空间,即所有的核心都可以访问同一块内存,而GPU使用分离的内存空间,即每个核心都有自己的局部内存,而且需要通过特定的接口来访问全局内存。...总之,CPU和GPU是两种不同类型的微处理器,它们各有各的优势和适用场景。

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    转载:【AI系统】GPU 基础

    GPU 是 Graphics Processing Unit(图形处理器)的简称,它是计算机系统中负责处理图形和图像相关任务的核心组件。...图形硬件的流水线被定义为流处理器,顶点级可编程性开始出现,同时像素级也具有了有限的编程性。 尽管如此,第二代 GPU 的整体编程性仍然相对有限,与现代 GPU 相比仍有一定差距。...ATI/AMD 在一开始选择了 VLIW5/4,即 SIMD,通过 GCN 向 MIMD 靠拢,但是进化不够完全(GCN 一开始就落后于 Kepler),所以图形性能和 GPGPU 效率低于对手。...2008 年,苹果公司推出了一个通用的并行计算编程平台 OPENCL(Open Computing Language)。...与 CUDA 不同,OPENCL 并不与特定的硬件绑定,而是与具体的计算设备无关,这使得它迅速成为移动端 GPU 的编程环境业界标准。

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    【玩转 GPU】英伟达GPU架构演变

    它采用全新的CUDA架构,支持使用C语言进行GPU编程,可以用于通用数据并行计算。Tesla架构具有128个流处理器,带宽高达86GB/s,标志着GPU开始从专用图形处理器转变为通用数据并行处理器。...通过这些分析可以清晰地看出,英伟达GPU架构在不断演进中实现了跨越式的提高,不但加强了图形渲染和通用计算功能,也在人工智能和光线追踪等新兴技术上作出了持续创新,成就了GPU在各领域的广泛应用,希望本文能够对读者理解英伟达...通过CUDA平台,英伟达显卡可以高效地处理复杂的计算任务,提高计算性能。2.OpenGLOpenGL是一种开放的图形编程接口,可以在不同的操作系统和硬件平台上运行。...英伟达显卡支持OpenCL技术,可以通过OpenCL实现硬件加速的数据处理和计算。...GPU核心的运行方式与CPU略有不同,在GPU核心中,CPU将数据和指令传送到GPU中去,GPU再将数据加载到GPU的内存中,并利用内部的流处理器执行计算任务。执行完成后,将计算结果传回CPU中。

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    【玩转 GPU】我看你骨骼惊奇,是个写代码的奇才

    GPU(图形处理器)在计算机科学和深度学习等领域有着广泛的应用。以下是一个适用于初学者的GPU入门学习课程目录,帮助了解GPU的基本概念、架构和编程:什么是GPU?...最初,GPU主要用于图形渲染和显示,将计算机内存中的图形数据转换成图像显示在屏幕上。...程序设计:GPU编程通常需要使用专门的编程语言(如CUDA或OpenCL),并针对并行计算进行优化。相比之下,CPU编程可以使用通用的编程语言(如C++、Python等)进行开发。...GPU如何执行并行计算任务:在GPU中,通过使用CUDA或其他GPU编程框架,将并行计算任务分配给CUDA核心进行处理。...计算结果存储在流处理器的存储器中,然后再传输回主机内存或显存,供后续计算或图形渲染使用。这个过程重复进行,直到所有的计算任务完成。

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