Obecné výpočty na grafických procesorech

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra počítačové grafiky a interakce

Anotace:

Cílem předmětu je seznámení studentů se základními principy obecných výpočtů na grafických procesorech (GPGPU) a získání praktických zkušeností s návrhem a implementací aplikací využívajících pro urychlení výpočtů GPU. Výklad zahrnuje seznámení s architekturou současných grafických procesorů a jejími omezeními, základní koncepty paralelního programovaní GPU, jakyky pro programování GPU, technologii CUDA a metody optimalizace kódu. Cvičení jsou zaměřena na řešení typových úloh a semestrálních projektů. Důraz je kladen na získání praktických zkušeností s konkrétní technologií - CUDA.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A4M39GPU

Požadavky:

Programování v C/C++, lineární algebra.

Osnova přednášek:

1. Úvod do počítání na GPU (architektury, jazyky, GPU versus CPU).

2. Vicevláknové programování.

3. Popis architektury nVidia CUDA a základy jejího programování (Compute Unified Device Architecture).

4. Práce s vlákny a přístup do paměti (CUDA).

5. Metody optimalizace kódu (CUDA).

6. Ukázky návrhu a implementace aplikací v prostředí CUDA.

7. Ostatní jazyky pro GPGPU I - OpenCL (Open Computing Language).

8. Ostatní jazyky pro GPGPU II - OpenGL Compute Shaders.

Osnova cvičení:

1. Úvod - požadavky, bodové hodnocení.

2. Ukázky konkrétních příkladů vicevláknových aplikací.

3. CUDA - překlad programu, ladění, jednoduché příklady. Zadání projektu.

4. CUDA - řešení jednoduché úlohy I (doplňování kódu do předpřipravené kostry

aplikace).

5. CUDA - řešení jednoduché úlohy II (doplňování kódu do předpřipravené kostry

aplikace).

6. Samostatná práce na projektu - konzultace I.

7. Samostatná práce na projektu - konzultace I.

8. Průběžná kontrola první části projektu.

9. OpenCL - překlad programu, ladění, jednoduché příklady.

10. OpenCL - řešení jednoduché úlohy (doplňování kódu do předpřipravené kostry

aplikace).

11. Samostatná práce na projektu - konzultace II.

12. Samostatná práce na projektu - konzultace II.

13. Odezvdáváni projektu + dokumentace.

14. Zápočty.

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. David B. Kirk, Wen-mei W. Hwu: Programming Massively Parallel Processors: A Hands-on Approach. Morgan Kaufmann, 1st edition, 2010, ISBN-13: 978-0123814722.

2. Jason Sanders, Edward Kandrot: CUDA by Example: An Introduction to General-Purpose GPU Programming. Addison-Wesley Professional, 1st edition, 2010, ISBN-13: 978-0131387683.

3. Aaftab Munshi, Benedict Gaster, Timothy G. Mattson, James Fung, Dan Ginsburg: OpenCL Programming Guide. Addison-Wesley Professional, 2011, ISBN 978-0321749642.

4. Gerassimos Barlas: Multicore and GPU Programming: An Integrated Approach. Morgan Kaufmann, 2014, ISBN 978-0124171374.

Poznámka:

Další podrobnější informace o předmětu (včetně podmínek pro udělení klasifikovaného zápočtu) najdete na webové stránce http://cent.felk.cvut.cz/courses/GPU .

Další informace:

http://cent.felk.cvut.cz/courses/GPU

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: