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CURSO DE PROGRAMACIÓN PARALELA EN PROCESADORES GRÁFICOS Presentación y organización del curso Presentación del curso David Miraut Marcos García Ricardo.

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Presentación del tema: "CURSO DE PROGRAMACIÓN PARALELA EN PROCESADORES GRÁFICOS Presentación y organización del curso Presentación del curso David Miraut Marcos García Ricardo."— Transcripción de la presentación:

1 CURSO DE PROGRAMACIÓN PARALELA EN PROCESADORES GRÁFICOS Presentación y organización del curso Presentación del curso David Miraut Marcos García Ricardo Suárez

2 CURSO DE PROGRAMACIÓN PARALELA EN PROCESADORES GRÁFICOS Contenidos Profesores Organización del curso Laboratorio

3 CURSO DE PROGRAMACIÓN PARALELA EN PROCESADORES GRÁFICOS Profesores David Miraut Andrés Despacho 2011A Ampliación del Rectorado Despacho 0051 Ampliación del Rectorado Marcos García LorenzoRicardo Suárez Mesa

4 CURSO DE PROGRAMACIÓN PARALELA EN PROCESADORES GRÁFICOS Organización del curso LUNESMARTESMIÉRCOLESJUEVESVIERNES BLOQUE 1 BLOQUE 2 BLOQUE 4 BLOQUE 3 BLOQUE 4 BLOQUE 5 Teoría Estado del proyecto Prácticas BLOQUE 1: Sistemas paralelos y procesadores gráficos BLOQUE 2: CUDA Arquitectura y programación BLOQUE 3: Estado del proyecto BLOQUE 4: Prácticas de programación en CUDA BLOQUE 5: Sistemas masivamente paralelos

5 CURSO DE PROGRAMACIÓN PARALELA EN PROCESADORES GRÁFICOS BLOQUE 1: Sistemas paralelos y procesadores gráficos Introducción a arquitecturas masivamente paralelas - Tipos de procesadores gráficos (GPUs) - Componentes de la tarjeta gráfica - Motivación del uso de estas arquitecturas Paralelismo en sistemas monoprocesador - Segmentación - Unidades SIMD - Latencia del sistema de memoria (muro de memoria) - Necesidad de la jerarquía de memoria - Estrategias básicas para aumentar la localidad en los algoritmos Paralelismo en sistemas multiprocesador - Modelos de programación - Memoria compartida - Paso de mensajes - Memoria distribuida - Sistemas SIMD - Sistemas heterogéneos Procesadores gráficos - Historia y evolución - Retos en el diseño de soluciones gráficas - Cauce gráfico clásico - Arquitecturas streaming - Shaders Tecnología de memoria de vídeo - Evolución - Estrategias de mejora de ancho de banda - Coste energético GPGPU Clásica - Uso del cauce clásico para computación genérica - Limitaciones en precisión aritmética - Shader models - Ejemplo de arquitectura streaming - Jerarquía de memoria en modo gráfico Comunicación CPU-GPU - PCI-Express - Sistemas multitarjeta

6 CURSO DE PROGRAMACIÓN PARALELA EN PROCESADORES GRÁFICOS BLOQUE 2: CUDA Arquitectura y programación Origen e introducción a la Arquitectura Unificada - Causas que provocan el cambio en arquitectura - Mercado - Selección del hardware en función de los requerimientos de la aplicación - CUDA como arquitectura - CUDA como modelo de programación - Chip G80 a fondo Programación en CUDA (I) - Modelo SPMD - Organización de la carga computacional - Jerarquía de memoria - Modelo de ejecución - API de CUDA - Compilación, enlazado y depuración Arquitectura Unificada - Gestión y ejecución de hebras - Influencia del buffer de instrucciones y algoritmos de marcación - Jerarquia de memoria en detalle - Register File - Constantes - Texturas - Memoria compartida - Resolución de conflictos entre bancos - Coalescencia en el acceso a la memoria - Equilibrado entre procesamiento y comunicación - Compromiso entre número de hilos, cantidad de registros y uso de memoria compartida - Ocupación de la GPU - Cuestiones sobre la precisión de las operaciones - Acumulación de errores en coma flotante - Unidades de coma flotante en modelos de alta gama Programación en CUDA (II) - Máquina virtual PTX - Dependencia entre instrucciones - Control de flujo en la GPU - Divergencia y predicación - Memoria pinned - Multitarjeta - Estrategias de depuración - Interoperatibilidad con APIs gráficas Librerías de medio nivel - CUBLAS - CUFFT - CUSparse - CURAND - CULATools...

7 CURSO DE PROGRAMACIÓN PARALELA EN PROCESADORES GRÁFICOS BLOQUE 3: Estado del proyecto Personal URJC Estado del proyecto – Visión global – Algoritmos implementados Extended MD5 UNRAR Attack Office Attack PDF Attack – Estructura de la librería general Trabajo futuro Recursos utilizados

8 CURSO DE PROGRAMACIÓN PARALELA EN PROCESADORES GRÁFICOS BLOQUE 4: Prácticas de programación en CUDA Instalación del entorno Ejemplos básicos Herramientas y depuración – Occupancy calculator – CUDAgdb Ejemplos avanzados

9 CURSO DE PROGRAMACIÓN PARALELA EN PROCESADORES GRÁFICOS BLOQUE 5: Sistemas masivamente paralelos Introducción a OpenCL – Ventajas y desventajas de OpenCL – Cómo portar kernels de CUDA a OpenCL Perspectiva sobre futuras arquitecturas masivamente paralelas – Arquitecturas CPU+GPU – Arquitecturas manycore (Knight's Corner) – Proyecto Echelon

10 CURSO DE PROGRAMACIÓN PARALELA EN PROCESADORES GRÁFICOS ¿Por qué tanto énfasis en Arquitectura? Los procesadores gráficos que vamos a tratar en esta asignatura tienen una gran capacidad de cálculo potencial Su arquitectura no se parece a nada que se haya visto durante la carrera Para poder aprovechar a tope sus capacidades es necesario conocerlos a bajo nivel y programar consecuentemente Veremos muchas más razones cuando entremos en materia…

11 CURSO DE PROGRAMACIÓN PARALELA EN PROCESADORES GRÁFICOS Página Web del curso Calendario de trabajo Las transparencias La bibliografía Enunciados de Prácticas Enlaces al material necesario para hacerlas Los datos de contacto de los profesores Lecturas complementarias

12 CURSO DE PROGRAMACIÓN PARALELA EN PROCESADORES GRÁFICOS Laboratorio

13 CURSO DE PROGRAMACIÓN PARALELA EN PROCESADORES GRÁFICOS Clase interactiva ¿Quiénes sois? ¿Qué os interesa aprender? ¿Cúales son vuestras espectativas sobre el curso?


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