Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu công nghệ xử lý GPU và ứng dụng

Bố cục của luận văn gồm có 3 chương: Chương 1 - Khái quát về bộ xử lý đồ họa GPU và xử lý song song; Chương 2 - Xử lý song song trên thiết bị đồ họa GPU với CUDA; Chương 3 - Sử dụng GPU để làm tăng tốc độ tính toán cho bài toán mã hóa AES. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu công nghệ xử lý GPU và ứng dụng i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊNĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG ĐINH TIẾN NGỌCNGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ GPU VÀ ỨNG DỤNG THÁI NGUYÊN 2017 ii LỜI CAM ĐOANTôi xin cam đoan : Những nghiên cứu dưới đây trong luận văn của tôi hoàn toàn trung thựckhông vi phạm bất kỳ quyền sở hữu trí tuệ nào. Nếu sai tôi xin chịu hoàn toàntrách nhiệm. TÁC GIẢ LUẬN VĂN Đinh Tiến Ngọc iii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn đếnTS. Lê Quang Minh người thầy đãtận tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giảng viên cao học người đã giúpđỡ tôi nâng cao kiến thức giúp tôi có những kiến thức bổ trợ giúp hoàn thiện cho luậnvăn này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn người thân, bạn bè đã giúp đỡ và động viên tôitrong suốt thời gian học tập cũng như trong thời gian thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng 5 năm 2017 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Đinh Tiến Ngọc iv DANH MỤC THUẬT NGỮTiếngAnh TiếngViệtGPU Bộ xử lý đồ họagpgpu Tính toán thông dụng trên GPUAPI Application Program Interface : Định nghĩa một giao diện chuẩn để triệu gọi một tập các chức năng.coproccessor bộ đồng xử lýkernel hạt nhântexture Kết cấu: cấu trúc của đối tượng, nó được xem như mô hình thu nhỏ của đối tượng.texturefetches Hàm đọc kết cấutexturereference Tham chiếu kết cấuwarp Mỗi khối được tách thành các nhóm SIMD của các luồng.SIMD Single Instruction Multiple Data: đơn lệnh đa dữ liệustream Dòngstreamingprocessor Bộ xử lý dòngMIMD Multiple Instruction Multiple Data: đa lệnh đa dữ liệuprimarysurface Bề mặt chínhproccessor Bộ xử lýRasterization Sự quét mành trên màn hình v MỤC LỤCLỜI CAM ĐOAN ..............................................................................................................iLỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ iiiDANH MỤC THUẬT NGỮ ..........................................................................................ivMỤC LỤC ....................................................................................................................... vDANH MỤC HÌNHVẼ ................................................................................................ viiLỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................. viiiCHƯƠNG I : KHÁI QUÁT VỀ BỘ XỬ LÝ ĐỒ HỌA GPU VÀ XỬ LÝ SONG SONG......................................................................................................................................... 1 1.1 Khái quát về xử lý song song................................................................................. 1 1.1.1 Khái quát về xử lý song song .......................................................................... 1 1.1.2 Khái quát về Hệ thống máy tính song song ..................................................... 3 1.1.3 Khái quát về lập trình song song ..................................................................... 7 1.1.4 Các nguyên tắc khi thiết kế giải thuật xử lý song song ................................... 9 1.2. Khái quát về công nghệ GPU và các ứng dụng .................................................. 10 1.2.1. Tổng quan về GPU ....................................................................................... 11 1.2.2. Nguồn gốc và quá trình phát triển GPU ....................................................... 11 1.2.3. Cấu trúc của bộ xử lý đồ họa GPU ............................................................... 15 1.2.4. Lập trình trên GPU ....................................................................................... 19 1.2.5. Các hỗ trợ phần mềm cho xử lý tính toán trên GPU .................................... 22 1.2.6. Các kỹ thuật tính toán trên GPU ................................................................... 26 1.2.7.Các giải thuật ứng dụng trên GPU ............................................................. 29CHƯƠNG II: XỬ LÝ SONG SONG TRÊN THIẾT BỊ ĐỒ HỌA GPU VỚI CUDA . 31 2.1. Khái quát về CUDA ............................................................................................ 31 2.2.Cơ chế lập trình và cách thức hoạt động của CUDA ........................................... 33 2.2.1.Cơ chế lập trình.............................................................................................. 33 2.2.2.Cách thức hoạt động của CUDA ................................................................... 33 2.3. Tổng quan về lập trình với CUDA ...................................................................... 38 2.3.1. Là ngôn ngữ lập trình mở rộng của ngôn ngữ lập trình C ............................ 38 vi 2.3.2. Các phần mở rộng của CUDA ...................................................................... 38 2.3.3.Biến Built- ...