• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • GPGPU



    Podstrony: 1 [2] [3]
    Przeczytaj także...
    Cell (właśc. Cell Broadband Engine Architecture) – architektura procesora opracowana przez alians STI, w skład którego wchodzą firmy Sony, Toshiba i IBM. Procesor jest wytwarzany w technologii 90, 65 i 45 nm SOI.Procesor graficzny, inaczej GPU (ang. Graphics Processing Unit) – jest główną jednostką obliczeniową znajdującą się w nowych kartach graficznych.

    GPGPU (ang. general-purpose computing on graphics processing units lub general-purpose computation on graphics processing units – obliczenia ogólnego przeznaczenia na układach GPU, zwany także GPGP, rzadziej GP) – technika, dzięki której GPU, zwykle zajmujący się tylko obliczeniami związanymi z grafiką komputerową, umożliwia wykonywanie obliczeń ogólnego przeznaczenia, tak jak CPU. Dzięki temu wiele obliczeń, głównie obliczenia równoległe, można przeprowadzić znacznie szybciej.

    Titan – superkomputer o mocy obliczeniowej 17,59 PFLOPS, wyprodukowany przez Cray Inc. i uruchomiony w październiku 2012 w Oak Ridge National Laboratory w USA. Od listopada 2012 do czerwca 2013 był najszybszym superkompuerem na świecie. W czerwcu 2013 został prześcignięty przez wyprodukowany w Chinach superkomputer Tianhe-2.Teksturowanie - technika stosowana w grafice trójwymiarowej, której celem jest przedstawienie szczegółów powierzchni obiektów przestrzennych za pomocą obrazów bitmapowych (tekstur) lub funkcji matematycznych (tekstur proceduralnych). Mapowanie tekstury określa w jaki sposób powiązać piksele (nazywane w tym kontekście tekselami) lub wartości funkcji z powierzchnią obiektu. Tekstury niosą informacje o barwie powierzchni, jak również innych parametrach generowanego obrazu, związanych np. z modelem oświetlenia: barwa światła odbitego, rozproszonego, stopień przezroczystości, współczynnik załamania światła itp.
    Karta GPGPU Tesla firmy Nvidia

    Historia[ | edytuj kod]

    Początki GPGPU sięgają sposobu przetwarzania całych wektorów i tablic liczb. Jest to związane z przetwarzaniem potokowym i obliczeniami równoległymi. Jedne z pierwszych i najbardziej znanych superkomputerów, które osiągnęły wysoki wzrost wydajności dla zadań podzielonych na powtarzalne operacje, to Cray-1.

    W programowaniu komputerowym framework albo platforma programistyczna jest szkieletem do budowy aplikacji. Definiuje on strukturę aplikacji oraz ogólny mechanizm jej działania, a także dostarcza zestaw komponentów i bibliotek ogólnego przeznaczenia do wykonywania określonych zadań. Programista tworzy aplikację, rozbudowując i dostosowując poszczególne komponenty do wymagań realizowanego projektu, tworząc w ten sposób gotową aplikację.LINPACK - biblioteka oprogramowania napisana w Fortranie w latach 70. dla numerycznego rozwiązywania problemów algebry liniowej. Jej autorami są Jack Dongarra, Jim Bunch, Cleve Moler i Pete Stewart. Jej następcą jest biblioteka LAPACK, przystosowana lepiej do architektur współczesnych komputerów. LINPACK wykorzystuje zestaw bibliotek BLAS do wykonywania podstawowych operacji na wektorach i macierzach. Jedną z najbardziej czasochłonnych podprocedur biblioteki BLAS, którą wykorzystuje LINPACK jest SAXPY. W zasadzie jest to operacja mnożenia wektora przez skalar i dodawania do innego wektora. Takie operacje mogą być wykonywane szczególnie szybko przez procesory wektorowe w komputerach o architekturze masywnie równoległej.

    Pierwsze układy graficzne były oparte na potokach przetwarzania graficznego. Z czasem stawały się one coraz bardziej programowalne. W 1999 firma Nvidia wprowadziła pierwszy GPU. Na tych układach zaczęto wykonywać obliczenia ogólnego przeznaczenia.

    W 2001 wraz z powstaniem Pixel Shader i Vertex Shader zaimplementowanych w DirectX 8.0 zaczęto częściej wykorzystywać procesor graficzny do obliczeń niezwiązanych z grafiką. Programowalne jednostki cieniujące były wtedy jeszcze bardzo ograniczone (limit dla Vertex Shader 1.1 128 instrukcji; dla Pixel Shader 1.1-1.3 to 4 instrukcje na teksturach i 8 instrukcji arytmetycznych). Z czasem jednak posiadały coraz większe możliwości.

    Kriogenika (gr. krios – zimno, genos – ród) – dziedzina nauki (fizyki i techniki) zajmująca się badaniem i wykorzystaniem właściwości ciał w niskich temperaturach, uzyskiwaniem i mierzeniem niskich temperatur. Temperatury te nie są ściśle zdefiniowane, zwykle przyjmuje się jako graniczne temperatury niższe od −150 °C (123 K).Barwa – wrażenie psychiczne wywoływane w mózgu ludzi i zwierząt, gdy oko odbiera promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu światła. Główny wpływ na to wrażenie ma skład widmowy promieniowania świetlnego, w drugiej kolejności ilość energii świetlnej, jednak niebagatelny udział w odbiorze danej barwy ma również obecność innych barw w polu widzenia obserwatora, oraz jego cechy osobnicze, jak zdrowie, samopoczucie, nastrój, a nawet doświadczenie i wiedza w posługiwaniu się zmysłem wzroku.

    W 2004 powstał Shader Model 3.0 , zaimplementowany w DirectX 9.0c, dający możliwość sterowania programem i zwiększony limit instrukcji do 512.

    W 2006 powstał Shader Model 4.0 zaimplementowany w DirectX 10. Jednostki cieniowania pikseli (Pixel Shader) i wierzchołków (Vertex Shader) zastąpiono zunifikowanymi jednostkami cieniowania (zwanymi również procesorami strumieniowymi). Dzięki temu wzrosła wydajność, mogły być wykonywane obliczenia nie tylko typowe dla programów cieniujących oraz limit instrukcji wzrósł do 64 000.

    Khronos Group została założona w styczniu 2000 roku przez wiodące korporacje w dziedzinie systemów multimedialnych (media-centric), w skład których wchodzą między innymi: 3Dlabs, ATI, Discreet, Evans & Sutherland, Intel, NVIDIA Corporation, SGI, Google i Sun Microsystems. Celem tej organizacji jest tworzenie otwartych standardów API umożliwiających authoring i odtwarzanie w szerokim zakresie mediów na różnorodnych platformach i urządzeniach.NVIDIA Corporation NASDAQ: NVDA – amerykańska firma komputerowa; jeden z największych na świecie producentów procesorów graficznych i innych układów scalonych przeznaczonych na rynek komputerowy. NVIDIA jest także głównym dostawcą (pod względem udziału w rynku) producentów kart graficznych dla komputerów osobistych ze swoją standardową serią GeForce.

    8 listopada 2006 firma Nvidia opracowała technologię CUDA, współpracującą ze wszystkimi kartami graficznymi tego producenta począwszy od serii GeForce 8 w tym Quadro oraz Tesla (układy przeznaczone do pracy w technologii GPGPU). Umożliwiła ona wykorzystanie mocy obliczeniowej procesorów kart graficznych do rozwiązywania ogólnych problemów numerycznych w sposób wydajniejszy niż w tradycyjnych procesorach ogólnego zastosowania.

    Microsoft DirectCompute – API zajmujące się obsługą GPGPU. DirectCompute stanowi część pakietu DirectX od wersji jedenastej, ale działa zarówno z procesorami graficznymi wspierającymi DirectX 11, jak i DirectX 10.Kryptologia (z gr. κρυπτός – kryptos – "ukryty" i λόγος – logos – "słowo") – dziedzina wiedzy o przekazywaniu informacji w sposób zabezpieczony przed niepowołanym dostępem. Współcześnie kryptologia jest uznawana za gałąź zarówno matematyki, jak i informatyki; ponadto jest blisko związana z teorią informacji, inżynierią oraz bezpieczeństwem komputerowym.

    13 lutego 2008 twórca silnika fizyki PhysX, Ageia została przejęta przez Nvidię, która zaimplementowała ją w swojej technologii.

    Podobnym do PhysX silnikiem fizyki jest Havok. Poprzez rozwijanie przez firmę Havok (stworzoną przez Intela), powstała wersja Havoc FX, która wykorzystuje GPU do symulacji fizycznych.

    Alain Ticquet (przedstawiciel Nvidia odpowiedzialny za program "GPU Venture" i wspieranie twórców oprogramowania zgodnego z CUDA) w wywiadzie przedstawia możliwości wykorzystania tej technologii. Efekty fizyczne w grach komputerowych mogą być szybciej obliczane, odciążając główny procesor. Możliwe jest wykonywanie wydajnych obliczeń w zakresie symulacji komputerowych z dziedziny fizyki czy chemii, liczeniu aproksymacji, konwersji filmów i tomografii.

    Radeon "R520" (o nazwie kodowej Fudo) – linia procesorów graficznych firmy ATI zgodnych z DirectX 9.0c i OpenGL 2.0. Jest następcą rdzenia "R300" zoptymalizowanym do obsługi Shader Model 3.0. Seria została wprowadzona do produkcji 5 października 2005. Następcą jest rdzeń R600 wprowadzony do produkcji w roku 2007. Rdzeń ten zawierały modele kart od X1300, aż do najmocniejszych wersji X1950.Tablica w informatyce to kontener danych dostępnych, w którym poszczególne komórki dostępne są za pomocą kluczy, które najczęściej przyjmują wartości numeryczne. Rozmiar tablicy jest albo ustalony z góry (tablice statyczne), albo może się zmieniać w trakcie wykonywania programu (tablice dynamiczne).

    Podobną technologię zaczęła tworzyć ATI. W 2006 powstała Close to Metal, wersja beta interfejsu programowania na niskim poziomie umożliwiającego wykorzystanie GPGPU. Teraz znany jest on pod nazwą ATI Stream. Udostępniony został Stream SDK (ATI Stream Software Development Kit). Zawiera "Brook+", zoptymalizowaną pod kątem obliczeń potokowych wersję BrookGPU, która jest wariantem ANSI C stworzonym na Uniwersytecie Stanforda.

    Peta – przedrostek jednostki miary o symbolu P oznaczający mnożnik 1 000 000 000 000 000 = 10 (biliard).Tesla jest to grupa układów firmy NVIDIA przeznaczonych do wspomagania obliczeń naukowo-inżynierskich za pomocą technologii CUDA. Układy te zaprojektowano jako typowe karty rozszerzeń komputerów PC, które (w 2009 r.) mogą być instalowane w każdym komputerze posiadającym wolne gniazdo PCI Express. Układy Tesla są pierwszymi masowo produkowanymi układami przeznaczonymi do pracy w technologii GPGPU.

    OpenCL[ | edytuj kod]

     Osobny artykuł: OpenCL.

    OpenCL otwarty framework składający się z języka do tworzenia jąder oraz API, pozwalający kontrolować urządzenia, opracowany został przez Apple Inc, a zarządzany i rozwijany przez Khronos Group. Specyfikacja OpenCL 1.0 powstała 6 października 2009. Jest to otwarty standard, z którego może korzystać zarówno CUDA od Nvidii, jak i ATI Stream oraz technologie innych firm.

    Moc obliczeniowa komputera – liczba działań arytmetycznych, jakie może wykonać komputer w określonej jednostce czasu. AVIVO – platforma wideo wprowadzona przez firmę ATI w procesorach graficznych opartych na rdzeniu R520. Platforma ta została zaprojektowana w celu rozszerzenia jakości i elastyczności aktualnie prezentowanych przez procesory graficzne ATI możliwości. Zaimplementowanymi w niej cechami są kodowanie i dekodowanie wideo (włącznie z kodekiem H.264, czyli standardem High Definition) wraz z dołączeniem odpowiedniego zestawu narzędzi. Dekoder wideo zastosowany w AVIVO automatycznie przerzuca obsługiwany format wideo i niezbędne kodeki do procesora graficznego, by odciążyć główny procesor komputera. Technologia kodowania wideo zaimplementowana w AVIVO nadal korzysta z zasobów CPU, jednak istnieją plany przerzucenia i tych funkcji do GPU. ATI udostępniło również oprogramowanie transkodujące „ATI AVIVO Video Converter”, obsługujące wiele formatów i gęstości bitowych (bitrate) materiału. Oprogramowanie silnie bazuje na mocy obliczeniowej CPU, lecz można go używać wyłącznie z kartami graficznymi opartymi na procesorach serii X1000. Modyfikacje powyższego programu udostępniły go użytkownikom innych rozwiązań sprzętowych. Technologia ATI AVIVO jest w fazie ciągłego rozwoju i w tej postaci będzie stale ulepszana w sterownikach ATI Catalyst.

    W 2010 miał zostać wydany procesor Larrabee rozwijany przez firmę Intel. Ale plany te zostały odwołane z powodu opóźnień i rozczarowań zbyt małą wydajnością. Zostanie wydany jako platforma do badań i rozwoju w grafice komputerowej oraz High-performance computing.

    22 października 2009, wraz z premierą systemu operacyjnego Windows 7, został udostępniony DirectX 11, który był w nim zawarty. Został w nim wprowadzony DirectCompute (Compute Shader czyli jednostki obliczeniowe ogólnego zastosowania). Do jego wykorzystywania (z pewnymi ograniczeniami) wystarczy karta zgodna z DirectX 10. Zaimplementowane w sterowniku DirectX 11 wersje Compute Shader w stosunku do zgodności karty z DirectX:

    Śledzenie promieni (ang. ray tracing) – technika generowania fotorealistycznych obrazów scen trójwymiarowych. Opiera się na analizowaniu tylko tych promieni światła, które trafiają bezpośrednio do obserwatora. W rekursywnym śledzeniu promieni bada się dodatkowo promienie odbite zwierciadlane oraz załamane.FLOPS (ang. FLoating point Operations Per Second) – liczba operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę. Jest jednostką mocy obliczeniowej komputerów, używaną szczególnie w zastosowaniach naukowych. Jest bardziej uniwersalna od wcześniej używanej jednostki MIPS (instrukcji procesora na sekundę).
  • Compute Shader 4.0 dla kart zgodnych z DirectX 10
  • Compute Shader 4.1 dla kart zgodnych z DirectX 10.1
  • Compute Shader 5.0 dla kart zgodnych z DirectX 11
  • 26 marca 2010 nastąpiła premiera układu GF100 o nazwie kodowej "Fermi". Jest to nowa architektura CUDA, która zawiera nowe technologie wspomagające GPGPU m.in.

  • "NVIDIA Parallel DataCache" – przyspieszanie wykonywania programów z algorytmami do rozwiązywania problemów fizycznych, raytracingu i mnożeniu macierzy rzadkich
  • pamięć z funkcją ECC ("Error Correction Code") – wykrywanie i korekcja błędów
  • pełna obsługa języka programowania ogólnego przeznaczenia C++
  • pełna obsługa DirectX 11
  • Architektura ta będzie wykorzystywana nie tylko w procesorach graficznych z serii GeForce ale także Tesla i Quadro.

    Adobe Photoshop – rozbudowany program graficzny przeznaczony do tworzenia i obróbki grafiki rastrowej i jednocześnie flagowy produkt firmy Adobe Systems.DirectX – zestaw funkcji API wspomagających generowanie grafiki (dwu- i trójwymiarowej), dźwięku oraz innych zadań związanych zwykle z grami i innymi aplikacjami multimedialnymi.

    Wcześniej jednak, na tagach "Computex 2009", odbyła się premiera konkurencyjnej firmy ATI, układy oparte na chipie RV870 (kodowa nazwa Cypress lub nowsza Evergreen). Podobnie jak Fermi oferują wsparcie technologii wspomagającej GPGPU m.in. DirectX 11.

    Podstrony: 1 [2] [3]




    Warto wiedzieć że... beta

    Wideo (z łaciny "widzę") – technika elektroniczna bazująca na sekwencji nieruchomych obrazów, które mogą być nagrywane, przetwarzane, transmitowane, a następnie odtwarzane dając złudzenie ruchu. Terminem tym określa się również sekwencję obrazów zarejestrowaną na nośniku danych.
    ATI Technologies Inc. (gdzie ATI jest skrótem od Array Technologies Incorporated) NASDAQ: ATYT – to kanadyjski producent układów scalonych, znany głównie ze swoich kart graficznych. Notowany na giełdach w Toronto i NASDAQ.
    Korektor graficzny, equalizer – jeden z rodzaju korektorów, składający się z zestawu potencjometrów suwakowych pozwalających na podbijanie bądź tłumienie określonych pasm częstotliwości.
    Uniwersytet Illinois w Urbana-Champaign (University of Illinois at Urbana-Champaign, UofI lub UIUC) – najlepszy i najbardziej wszechstronny uniwersytet w systemie publicznych uniwersytetów stanu Illinois.
    Zwijanie białka, nazywane także fałdowaniem białka to proces fizyczny polegający na formowaniu przez polipeptyd (posiadający strukturę kłębka statystycznego) wysoko zorganizowanej struktury o charakterystycznej i stabilnej konformacji.
    Interfejs programowania aplikacji (ang. Application Programming Interface, API) – sposób, rozumiany jako ściśle określony zestaw reguł i ich opisów, w jaki programy komunikują się między sobą. API definiuje się na poziomie kodu źródłowego dla takich składników oprogramowania jak np. aplikacje, biblioteki czy system operacyjny. Zadaniem API jest dostarczenie odpowiednich specyfikacji podprogramów, struktur danych, klas obiektów i wymaganych protokołów komunikacyjnych.
    Supernowa – w astronomii termin określający kilka rodzajów kosmicznych eksplozji, które powodują powstanie na niebie niezwykle jasnego obiektu, który już po kilku tygodniach bądź miesiącach staje się niemal niewidoczny. Istnieją dwie możliwe drogi prowadzące do takiego wybuchu: w jądrze masywnej gwiazdy przestały zachodzić reakcje termojądrowe i pozbawiona ciśnienia promieniowania gwiazda zaczyna zapadać się pod własnym ciężarem, lub też biały karzeł tak długo pobierał masę z sąsiedniej gwiazdy, aż przekroczył masę Chandrasekhara, co spowodowało eksplozję termojądrową. W obydwu przypadkach, następująca eksplozja supernowej z ogromną siłą wyrzuca w przestrzeń większość lub całą materię gwiazdy. Utworzona w ten sposób mgławica jest bardzo nietrwała i ulega całkowitemu zniszczeniu już po okresie kilkudziesięciu tysięcy lat, znikając zupełnie bez śladu. Z tego powodu w Drodze Mlecznej znamy obecnie zaledwie 265 pozostałości po supernowych, choć szacunkowa liczba tego rodzaju wybuchów w ciągu ostatnich kilku miliardów lat jest rzędu wielu milionów.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.057 sek.