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1.
基于图形处理器(GPU)的通用计算   总被引:119,自引:20,他引:99  
伴随着PC级微机的崛起和普及,多年来计算机图形的大部分应用发生了从工作站向微机的大转移,这种转移甚至发生在像虚拟现实、计算机仿真这样的实时(中、小规模)应用中.这一切的发生从很大程度上源自于图形处理硬件的发展和革新.近年来,随着图形处理器(GPU)性能的大幅度提高以及可编程特性的发展,人们首先开始将图形流水线的某些处理阶段以及某些图形算法从CPU向GPU转移.除了计算机图形学本身的应用,涉及到其他领域的计算,以至于通用计算近2~3年来成为GPU的应用之一.并成为研究热点.文中从若干图形硬件发展的历史开始,介绍和分析最新GPU在通用计算方面的应用及其技术原理和发展状况,并结合作者自身的实践讨论和探索其发展前景。  相似文献
2.
图形处理器用于通用计算的技术、现状及其挑战   总被引:71,自引:3,他引:68       下载免费PDF全文
吴恩华 《软件学报》2004,15(10):1493-1504
多年来计算机图形处理器(GP以大大超过摩尔定律的速度高速发展.图形处理器的发展极大地提高了计算机图形处理的速度和图形质量,并促进了与计算机图形相关应用领域的快速发展与此同时,图形处理器绘制流水线的高速度和并行性以及近年来发展起来的可编程功能为图形处理以外的通用计算提供了良好的运行平台,这使得基于GPU的通用计算成为近两三年来人们关注的一个研究热点.从介绍GPU的发展历史及其现代GPU的基本结构开始,阐述GPU用于通用计算的技术原理,以及其用于通用计算的主要领域和最新发展情况,并详细地介绍了GPU在流体模拟和代数计算、数据库应用、频谱分析等领域的应用和技术,包括在流体模拟方面的研究工作.还对GPU应用的软件工具及其最新发展作了较详细的介绍.最后,展望了GPU应用于通用计算的发展前景,并从硬件和软件两方面分析了这一领域未来所面临的挑战.  相似文献
3.
基于GPU带有复杂边界的三维实时流体模拟   总被引:25,自引:0,他引:25       下载免费PDF全文
在GPU(graphics processing unit)上求解了复杂场景中的三维流动问题,充分利用了GPU并行能力以加速计算.与前人的方法不同,该方法对于边界条件的处理更为通用.首先,通过在图像空间生成实心的剖切截面构成整个障碍物信息图,算法使得流体计算与整个几何场景的复杂度无关,通过对各体素进行分类并结合边界条件,根据障碍物形成修正因子来修改对应的值;另外,采用更为紧凑的数据格式,以充分利用硬件的并行性.通过将所有标量的运算压缩到纹元的4个颜色通道并结合平铺三维纹理,减少了三维流场计算所需要的绘制次数.实验结果显示出算法的有效性和高效率.该算法可以实时计算并显示一个采用中等规模离散的复杂场景.  相似文献
4.
一种基于设计模式的三阶段并行程序设计方法   总被引:8,自引:1,他引:7  
并行程序的可编程性是并行计算的难点之一,使用传统的方法对非数值问题进行并行求解则更加困难。通过对设计模式概念的扩展,定义了算法模式与结构模式,以此为基础提出了一种基于设计模式的三阶段并行程序设计方法,并通过算法模式库与结构模式库实现对该方法的系统支持,该方法不仅可有于一般的数值问题求解,而且在处理复杂的非数值问题时与传统方法相比要简单得多,通过一个简单的数值问题和一个复杂非数值问题作为实例说明了使用这一方法进行问题并行求解与并行程序设计的过程。  相似文献
5.
基于多虚空间多重映射技术的并行操作系统   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
陈左宁  金怡濂 《软件学报》2001,12(10):1562-1568
高性能计算机系统的可扩展性是系统设计的一大难题,NUMA(non-uniformmemoryarchitecture)结构正是为了解决共享存储体系的可扩展性问题而提出来的.研究和实践表明,整机系统的可扩展性与操作系统的结构有着密切的关系.典型的多处理机操作系统通常采用两种结构,基于共享的单一核心结构以及基于消息的多核心结构.通过分析得出结论认为,这两种结构都不能很好地适应可扩展并行机尤其是NUMA结构并行机的需求.针对存在的问题,提出了新的结构设计思想:多虚空间多重映射与主动消息相结合.测试和运行结果显示,该结构成功地解决了系统的可扩展问题.  相似文献
6.
AD9857在高频雷达发射系统中的应用研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
设计了一种基于可编程上变频器AD9857实现高频地波雷达数字上变频的方案。该方案采用DSP处理数字基带信号并控制AD9857完成上变频,可实时改变数字基带信号的调制方式和雷达的工作参数。实验证明该设计可以减化雷达体系结构,可实现雷达工作参数的可编程性,满足了武汉大学研制的下一代高频地波海洋监测雷达的需要。  相似文献
7.
一种基于多核流水的多标准视频编解码器体系结构   总被引:2,自引:0,他引:2  
多标准已成为视频编解码器的发展趋势,这给系统设计带来了性能和灵活性双重的挑战.根据视频标准间算法的异同点,提出并实现了一种多标准视频编解码器芯片的体系结构,支持包括H.264/AVC,AVS和VC-1的多个标准.系统级采用了基于宏块的多核流水线结构,在保持可编程性的基础上显著提高了系统级的并行度.模块级进行了详细的软硬划分设计,可配置的专用数据通路用以加速各模块的特定运算.VLSI实现表明,芯片面积仅为961kgate,且能保证NTSC(30 fps)和PAL(25 fps)的实时编解码.  相似文献
8.
软件无线电中的模数转换器   总被引:1,自引:0,他引:1  
软件无线电的可编程性很大程度上取决于在通信链路的哪一级对模拟信号进行数字化处理,探讨了几种可能性和技术特征。  相似文献
9.
图形处理器通用计算关键技术研究综述   总被引:1,自引:0,他引:1  
当前图形处理器的通用计算取得长足发展,为适应通用计算图形处理器在硬件体系结构和软件支持方面完成相应调整和改变,面对各种应用领域中数据规模增大的趋势,多GPU系统和GPU集群的研究应用日趋增多.以流处理器及图形处理器硬件体系为依据,介绍学术和工业领域中流处理器及图形处理器体系变化趋势.从软件编程环境、硬件计算与通信等方面展开讨论,阐述通用计算中图形处理器的关键问题,包括编程模型及语言的发展和方向,存储模型的量化研究、访存模式和行为的优化以及分布式存储管理的热点问题,典型通信原型系统的对比及通信难点的分析,GPU片内和片间的负载均衡,可靠性和容错计算,GPU功耗评测及低功耗优化的研究进展.综述在海量数据处理、智能计算、复杂网络、集群应用领域中图形处理器的研究进展及成果.总结在通用计算发展中存在的技术问题和未来挑战.  相似文献
10.
基于FPGA的软件保护体系结构研究与设计   总被引:1,自引:1,他引:0  
计算机产业现面·临的一个重要问题是保证软件的使用合法性,目前很多保护方案都缺少灵活性或是有效性,为此设计一种具有灵活性特征和用户透明性的软件保护体系结构.利用现场可编程门阵列(FPGA)的可编程性和结合编译器技术,将具有完整性验证和解密的功能的FPGA放置在CPU和主存之间,执行编译器驱动的特定软件,该方法可以使体系保持灵活性.仿真实验结果表明,该体系还具有快速解密、动态认证、安全性高的特征.  相似文献
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