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基于CUDA的GPU计算PI值。本项目采用CUDA编程模型并行计算PI值,研究GPU与CPU效率的比较,分析不同GPU线程块对性能的影响。
异构计算试验报告---实验1:基于CUDA的GPU计算PI值
第一部分:实验环境OS:Windows 10
CPU:intel(R) Core(TM) i7-10510U CPU@mailto:CPU@ 1.80Ghz
GPU:NVIDIA GeForce MX250
编译器: cl :v19.29.30133
nvcc:Cuda compilationn tools, release 11.4, V11.4.120
第二部分:实验内容使用 CUDA 并行计算编程模型 PI 值,研究 GPU 与 CPU 对不同效率的比较和分析 GPU 线程分块对性能的影响
第三部分:实验原理数学原理为
1 积分求解
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2 幂级数求解
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使用 CUDA 程序执行过程为编程模型
CUDAMALLOC -> CUDAMEMCPY(HTOD) ->KERNEL->CUDAMEMCPY(DTOH)
指定执行和函数 <<<grid,block>>> 控制线程和结构的数量
第四部分:性能分析# define N 迭代次数
1 CPU VS GPU1.1 单核比较N = (10001000100)=100M
CPU(thread = 1):4.887(s)
GPU(grid = 1,block=1):用时过长..无法测量
1.2 多核比较首先要发挥最大的作用 CPU 由于机器的性能 CPU 是逻辑 8 因此,理论上是开放的 8 一个线程可以发挥最大的性能。所以我写了一个 8 计算线程并行程序,循环相同 N=(10001000100)次
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可见新时间是 0.768s 快了不少
(PS:使用这里的程序 GCC 编译的,而 CUDA 程序 NVCC 调用的是 MSCV 的编译器,Windows 平台上 NVCC 不支持 GCC,但结果应该是一样的)
2 GPU 性能分析接下来是找出来 GPU 最高性能。
首先在 grid = 1 下探究 block 线程数对性能的影响。这里可以直接使用 nvprof 分析,非常方便。
2.1 grid = (1,1,1) block = (10,1,1)编辑切换到中间
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共用时间:34.556s 线程数:10
可以注意到,在这个过程中,主要时间消耗在计算上,因为没有内存可以复制,所以瓶颈只会出现在计算上
2.2 grid=(1,1,1) block=(100,1,1)编辑切换到中间
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共用时间:2.58383s 线程数:100
2.3 grid=(1,1,1) block=(1000,1,1)编辑切换到中间
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共用时间:1.543s 线程数:1000
每个 block 最大线程数限制是 这里不能增加1024 block 了