Általános célú számítások a GPU-n

Az előadások a következő témára: "Általános célú számítások a GPU-n"— Előadás másolata:

1 Általános célú számítások a GPU-n
Témalabor

2 Merre tart a fejlődés?

3 Merre tart a fejlődés?

4 Architektúrális különbségek
Intel Core i7 5775C NVidia GP100 (Pascal)

5 Grafikus API-k

6 Párhuzamos primitívek
Map Amplify Reduce Sum

7 Párhuzamos primitívek
Vertexek + tulajdonságok: Bemenő adatfolyam: 13 x 4 float CPU Vertex Shader Leképzés (Mapping): Az adatfolyam elemeinek átalakítása Geometria shader Bővítés (amplification) Tesszelációs shader Vágás Feltételes redukció Háromszög előkészítés + raszterizáció + lineáris interpoláció Bővítés (amplification) Textúra memória Pixel Shader Leképzés (Mapping) Kompozitálás Összegzés + redukció Framebuffer

8 Példa vektor feldolgozásra
Iterált függvények attraktorai F z = x + iy Egy pontba konvergál Divergál Egy tartományon ugrándozik: Attraktor

9 z  z2 z = r e i r  r 2   2 divergens konvergens 1
Attraktor: H = F(H)

10 Iterált függvények attraktorai

11 Vektor feldolgozás Map, mint adat transzformáció CIE Luminancia

12 Vektor feldolgozás Map, mint adat szűrés

13 Konvolúció Adatgyűjtés (Gather)
Egy-egy elem módosítása a környezete alapján Konvolúciós szűrés (lehetne bármi más is) Kép Kép transzformáció: Képfeldolgozási műveletek

14 Konvolúció Gradiens számítás

15 Konvolúció Második derivált számítás

16 Fizikai szimuláció Hullám egyenlet megoldása m m m

17 Fizikai szimuláció Newton Hooke

18 Fizikai szimuláció

19 N-Body probléma Eredő erő: Két test közötti gravitációs erő
m_i, m_j : tömeg r_ij : az i testből a j testbe mutató vektor G : gravitációs állandó Eredő erő: Gyorsulás:

20 N-Body probléma

21 Sugárkövetés a GPU-n Rekurzív sugárkövetés

22 GPGPU API-k Nvidia CUDA OpenCL

23 Fizikai szimuláció Navier-Stokes egyenletek
sűrűség viszkozitás Külső erők Összenyomhatatlan, homogén folyadékok

24 Fizikai szimuláció

25 Vizualizáció Nagyméretű adathalmazok megjelenítése

26 Monte Carlo módszerek Magas dimenziójú integrálok kiértékelése
Sugárzás terjedési egyenlet path: ds Incident radiancia: L(s) Outgoing radiancia: L(s+ds) Camera screen

27 Monte Carlo módszerek Magas dimenziójú integrálok kiértékelése

28 Monte Carlo módszerek Sztochasztikus differenciálegyenletek megoldása
Az ismeretlen deriváltjai is megjelennek benne Bessel féle differenciál egyenlet Black Scholes differenciál egyenlet

29 Monte Carlo módszerek Sztochasztikus differenciálegyenletek megoldása

30 Monte Carlo módszerek Tomográfiás rekonstrukció

31 Távolságmező rekonstrukciója

32 Téma ötletek Valós idejű képfeldolgozás
Térfogati adatok vizualizációja Fizikai szimuláció Monte Carlo szimuláció