Παράλληλος Προγραμματισμός σε Επεξεργαστές Γραφικών

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Παράλληλος Προγραμματισμός σε Επεξεργαστές Γραφικών"

Transcript

1 Παράλληλος Προγραμματισμός σε Επεξεργαστές Γραφικών Συστήματα Παράλληλης Επεξεργασίας 9ο εξάμηνο, ΣΗΜΜΥ Εργαστήριο Υπολογιστικών Συστημάτων (CSLab) Δεκέμβριος 2015

2 Περιεχόμενα 2 01 / 2014 Προγραμματισμός GPUs

3 3 01 / 2014 Προγραμματισμός GPUs Εισαγωγή

4 Τι είναι οι Επεξεργαστές Γραφικών; Επιταχυντές (hardware accelerators) για την επεξεργασία γραφικών Η ιδέα του acceleration υπάρχει από τα 70 s Για μαθηματικές πράξεις Για την επεξεργασία γραφικών Για ειδικές υπολογιστικά απαιτητικές λειτουργίες (signal processing, encryption κ.λπ.) Οι επιταχυντές σήμερα Η τεχνολογία επανέρχεται Υποστήριξη data- και compute-intensive εφαρμογών Ειδικές λειτουργίες (fixed-function FPGAs, fixed-function ASICs) 4 01 / 2014 Προγραμματισμός GPUs

5 Γιατί GPUs; Πολύ μεγάλη υπολογιστική ισχύς Καλή ενεργειακή απόδοση CPU > 1000pJ/instruction vs GPU < 200pJ/instruction Μέσα στο top-10 του Green500 τα τελευταία χρόνια Χαμηλότερο $/performance Μαζικά παράλληλοι επεξεργαστές (massively parallel/threaded) 5 01 / 2014 Προγραμματισμός GPUs

6 CPU vs. GPU CPU: λίγα και σύνθετα cores κάθε core έχει το δικό του control logic κάθε νήμα είναι μία heavyweight οντότητα context-switching -> SW managed coherent caches μεγάλης χωρητικότητας out-of-order execution branch prediction GPU: πολλά και απλά cores ομάδες από cores μοιράζονται το ίδιο control logic κάθε νήμα είναι μία lightweight οντότητα context-switching -> HW managed caches μικρής χωρητικοτητας in-order execution branch divergence 6 01 / 2014 Προγραμματισμός GPUs

7 GPGPU General-Purpose computation on Graphics Processing Units χρήση των GPUs για επιτάχυνση υψηλά παραλληλοποιήσιμων υπολογιστικών προβλημάτων γενικού σκοπού 7 01 / 2014 Προγραμματισμός GPUs

8 GPGPU General-Purpose computation on Graphics Processing Units χρήση των GPUs για επιτάχυνση υψηλά παραλληλοποιήσιμων υπολογιστικών προβλημάτων γενικού σκοπού Ποιες εφαρμογές είναι ιδανικές για GPGPU; υψηλός παραλληλισμός compute intensive ελάχιστες εξαρτήσεις ανάμεσα στα δεδομένα μεγάλα data sets 7 01 / 2014 Προγραμματισμός GPUs

9 GPGPU General-Purpose computation on Graphics Processing Units χρήση των GPUs για επιτάχυνση υψηλά παραλληλοποιήσιμων υπολογιστικών προβλημάτων γενικού σκοπού Ποιες εφαρμογές είναι ιδανικές για GPGPU; υψηλός παραλληλισμός compute intensive ελάχιστες εξαρτήσεις ανάμεσα στα δεδομένα μεγάλα data sets Πώς γίνεται ο GPGPU προγραμματισμός; Vendor specific interfaces: Nvidia CUDA AMD Stream Generic interfaces: OpenCL OpenACC 7 01 / 2014 Προγραμματισμός GPUs

10 GPGPU Processing flow Βασικά βήματα: 1. Αντιγράφουμε τα δεδομένα που θέλουμε να επεξεργαστούμε από την μνήμη της CPU στην μνήμη της GPU 2. Η CPU αναθέτει τον υπολογισμό στην GPU 3. Ο υπολογισμός εκτελείται στην GPU 4. Αντιγράφουμε τα αποτελέσματα του υπολογισμού από την μνήμη της GPU στην μνήμη της CPU 8 01 / 2014 Προγραμματισμός GPUs

11 Compute Unified Device Architecture (CUDA) 9 01 / 2014 Προγραμματισμός GPUs

12 Compute Unified Device Architecture (CUDA) Παράλληλη αρχιτεκτονική που αναπτύχθηκε από την NVIDIA Ειδικά σχεδιασμένη για GPGPU / 2014 Προγραμματισμός GPUs

13 Compute Unified Device Architecture (CUDA) Γενική αρχιτεκτονική Κάθε συσκευή GPU αποτελείται από συστοιχίες πολυεπεξεργαστών ροών (Streaming Multiprocessors SMs) Κάθε πολυεπεξεργαστής ροών αποτελείται από: Eπεξεργαστές ροών (Streaming Processors SPs ή αλλιώς CUDA cores) Πολύ μεγάλο αρχείο καταχωρητών (8K 32K) Multithreaded Instruction Unit Shared memory Constant cache (read-only) Texture cache / 2014 Προγραμματισμός GPUs

14 Compute Unified Device Architecture (CUDA) Βασική δομική μονάδα: Streaming Multiprocessor (SM) Υποστηρίζονται εκατοντάδες ενεργά νήματα ανά SM Κάθε SM αναλαμβάνει να εκτελέσει ένα ή περισσότερα μπλοκ από νήματα (thread blocks) Όλα τα νήματα ενός thread block μοιράζονται τους πόρους του SM Τα νήματα οργανώνονται περαιτέρω σε ομάδες των 32 νημάτων (warps) και δρομολογούνται από τον(τους) warp scheduler(s) στα cores που το αποτελούν Σε κάθε κύκλο ρολογιού όλα τα cores εκτελούν την ίδια εντολή για κάθε νήμα του warp που δρομολογήθηκε Η χρονοδρομολόγηση των warps ενός μπλοκ έχει μηδαμινό κόστος / 2014 Προγραμματισμός GPUs

15 Compute Unified Device Architecture (CUDA) Παράδειγμα: αρχιτεκτονική Fermi / 2014 Προγραμματισμός GPUs

16 Compute Unified Device Architecture (CUDA) Δυνατότητες συσκευών Οι δυνατότητες κάθε συσκευής καθορίζονται από το compute capability <major>.<minor> Ο αριθμός major δηλώνει έκδοση της κύριας αρχιτεκτονικής Ο αριθμός minor δηλώνει βελτιώσεις της αρχιτεκτονικής Microarchitecture Comp. Capability Tesla 1.x Fermi 2.x Kepler 3.x Maxwell 5.x / 2014 Προγραμματισμός GPUs

17 15 01 / 2014 Προγραμματισμός GPUs Προγραμματιστικό Μοντέλο

18 Προγραμματιστικό Μοντέλο Single Instruction Multiple Thread (SIMT) Όλα τα νήματα (ενός warp) εκτελούν την ίδια εντολή σε διαφορετικά δεδομένα εισόδου (πρβλ. data parallel, vector machines) / 2014 Προγραμματισμός GPUs

19 Προγραμματιστικό Μοντέλο Single Instruction Multiple Thread (SIMT) Όλα τα νήματα (ενός warp) εκτελούν την ίδια εντολή σε διαφορετικά δεδομένα εισόδου (πρβλ. data parallel, vector machines) Κάθε νήμα προγραμματίζεται με σειριακό τρόπο / 2014 Προγραμματισμός GPUs

20 Προγραμματιστικό Μοντέλο Single Instruction Multiple Thread (SIMT) Όλα τα νήματα (ενός warp) εκτελούν την ίδια εντολή σε διαφορετικά δεδομένα εισόδου (πρβλ. data parallel, vector machines) Κάθε νήμα προγραμματίζεται με σειριακό τρόπο Heterogeneous Συμμετέχουν η CPU (ως host) και η GPU (ως device) / 2014 Προγραμματισμός GPUs

21 Προγραμματιστικό Μοντέλο Οργάνωση νημάτων I Κάθε υπολογιστικός πυρήνας (kernel) που ανατίθεται προς εκτέλεση στην GPU οργανώνεται από τον προγραμματιστή σε ένα πλέγμα (grid) από νήματα grid. thread block thread block warp warp Το grid μπορεί να είναι 1Δ, 2Δ ή 3Δ Τα thread blocks μπορεί να είναι 1Δ, 2Δ ή 3Δ Υπάρχουν περιορισμοί στις διαστάσεις του grid και του thread block (ανάλογα με το compute capability) / 2014 Προγραμματισμός GPUs

22 Προγραμματιστικό Μοντέλο Οργάνωση νημάτων II Σε κάθε νήμα εκτέλεσης ανατίθεται ένα μοναδικό ID εντός του thread block στο οποίο ανήκει / 2014 Προγραμματισμός GPUs

23 Προγραμματιστικό Μοντέλο Οργάνωση νημάτων II Σε κάθε νήμα εκτέλεσης ανατίθεται ένα μοναδικό ID εντός του thread block στο οποίο ανήκει Το ID κάθε νήματος προσδιορίζεται από τις «συντεταγμένες» του εντός του thread block στο οποίο ανήκει Για μπλοκ (Dx, Dy), το ID του νήματος (x, y) είναι x + yd x Για μπλοκ (Dx, Dy, Dz), το ID του νήματος (x, y, z) είναι x + yd x + zd xd y / 2014 Προγραμματισμός GPUs

24 Προγραμματιστικό Μοντέλο Οργάνωση νημάτων II Σε κάθε νήμα εκτέλεσης ανατίθεται ένα μοναδικό ID εντός του thread block στο οποίο ανήκει Το ID κάθε νήματος προσδιορίζεται από τις «συντεταγμένες» του εντός του thread block στο οποίο ανήκει Για μπλοκ (Dx, Dy), το ID του νήματος (x, y) είναι x + yd x Για μπλοκ (Dx, Dy, Dz), το ID του νήματος (x, y, z) είναι x + yd x + zd xd y Η οργάνωση των νημάτων ενός thread block σε warps γίνεται σειριακά με βάση τα IDs των νημάτων το warp 0 περιέχει τα νήματα με IDs 0-31, το warp 1 τα νήματα με IDs 32-63, κ.ο.κ. αν ο αριθμός νημάτων του thread block δεν είναι πολλαπλάσιο του warp size (32) τότε το τελευταίο warp θα συμπληρωθεί με νήματα τα οποία θα είναι «μαρκαρισμένα» ως ανενεργά / 2014 Προγραμματισμός GPUs

25 Προγραμματιστικό Μοντέλο Οργάνωση νημάτων II Σε κάθε νήμα εκτέλεσης ανατίθεται ένα μοναδικό ID εντός του thread block στο οποίο ανήκει Το ID κάθε νήματος προσδιορίζεται από τις «συντεταγμένες» του εντός του thread block στο οποίο ανήκει Για μπλοκ (Dx, Dy), το ID του νήματος (x, y) είναι x + yd x Για μπλοκ (Dx, Dy, Dz), το ID του νήματος (x, y, z) είναι x + yd x + zd xd y Η οργάνωση των νημάτων ενός thread block σε warps γίνεται σειριακά με βάση τα IDs των νημάτων το warp 0 περιέχει τα νήματα με IDs 0-31, το warp 1 τα νήματα με IDs 32-63, κ.ο.κ. αν ο αριθμός νημάτων του thread block δεν είναι πολλαπλάσιο του warp size (32) τότε το τελευταίο warp θα συμπληρωθεί με νήματα τα οποία θα είναι «μαρκαρισμένα» ως ανενεργά Τα IDs χρησιμοποιούνται συνήθως για την ανάθεση δεδομένων σε νήματα / 2014 Προγραμματισμός GPUs

26 Προγραμματιστικό Μοντέλο Συγχρονισμός Εντός ενός thread block (ή SM): Memory fences Barriers Atomic operations (compute capability >= 1.1) Καθολικά: Μεταξύ διαδοχικών κλήσεων πυρήνων Atomic operations (compute capability >= 1.1) / 2014 Προγραμματισμός GPUs

27 Προγραμματιστικό Μοντέλο Αρχιτεκτονικά στοιχεία που εκτίθενται στο Π.Μ. Σχεδόν 1-1 αναλογία μεταξύ αρχιτεκτονικής και Π.Μ / 2014 Προγραμματισμός GPUs

28 Προγραμματιστικό Μοντέλο Αρχιτεκτονικά στοιχεία που εκτίθενται στο Π.Μ. Σχεδόν 1-1 αναλογία μεταξύ αρχιτεκτονικής και Π.Μ. Αρχιτεκτονικό στοιχείο Εκτίθεται GPC ΟΧΙ SM ΟΧΙ SP ΟΧΙ Warp ΝΑΙ Έμμεσα Thread Block ΝΑΙ Grid ΝΑΙ Καθολική μνήμη ΝΑΙ Μνήμη σταθερών ΝΑΙ Μνήμη textures ΝΑΙ Μοιραζόμενη μνήμη ΝΑΙ Τοπική μνήμη ΝΑΙ Μέσω assembly Caches ΟΧΙ (Εξαίρεση L1/shared στις Fermi) / 2014 Προγραμματισμός GPUs

29 Προγραμματιστικό Μοντέλο Πρόσβαση στην ιεραρχία μνήμης Η ιεραρχία μνήμης εκτίθεται στο Π.Μ. και μπορεί να την χειριστεί ο προγραμματιστής Διαμοιρασμός της ιεραρχίας Καθολική μνήμη Μνήμη σταθερών Μνήμη textures Μοιραζόμενη μνήμη Register file Όλα τα blocks Όλα τα blocks Όλα τα blocks Όλα τα νήματα ενός block Όλα τα νήματα ενός block / 2014 Προγραμματισμός GPUs

30 22 01 / 2014 Προγραμματισμός GPUs CUDA C

31 CUDA C Επέκταση της C με επιπλέον τύπους και προσδιοριστές Χρησιμοποιεί το front-end της C++ Πολυμορφισμός Παράμετροι προεπιλογής (default parameters) Υπερφόρτωση τελεστών Χώροι ονομάτων (namespaces) Πρότυπα συναρτήσεων (function templates) Αρχεία πηγαίου κώδικα με κατάληξη.cu Μεταγλωττιστής: nvcc Κώδικας που πρόκειται να τρέξει στην CPU (host code) Κώδικας που πρόκειται να τρέξει στην GPU (device code) Χρησιμοποιεί τον μεταγλωττιστή του συστήματος για την παραγωγή κώδικα για την CPU / 2014 Προγραμματισμός GPUs

32 CUDA C Διαχωρισμός κώδικα host/device Με χρήση προσδιοριστών (qualifiers) συναρτήσεων / 2014 Προγραμματισμός GPUs

33 CUDA C Διαχωρισμός κώδικα host/device Με χρήση προσδιοριστών (qualifiers) συναρτήσεων device Εκτελείται στην συσκευή Μπορεί να κληθεί μόνο από κώδικα της συσκευής / 2014 Προγραμματισμός GPUs

34 CUDA C Διαχωρισμός κώδικα host/device Με χρήση προσδιοριστών (qualifiers) συναρτήσεων device Εκτελείται στην συσκευή Μπορεί να κληθεί μόνο από κώδικα της συσκευής host Εκτελείται στο host Μπορεί να κληθεί μόνο από κώδικα του host / 2014 Προγραμματισμός GPUs

35 CUDA C Διαχωρισμός κώδικα host/device Με χρήση προσδιοριστών (qualifiers) συναρτήσεων device Εκτελείται στην συσκευή Μπορεί να κληθεί μόνο από κώδικα της συσκευής host Εκτελείται στο host Μπορεί να κληθεί μόνο από κώδικα του host global Εκτελείται στην συσκευή Συνήθως αναφέρεται ως GPU kernel / 2014 Προγραμματισμός GPUs

36 CUDA C Διαχωρισμός κώδικα host/device Παράδειγμα device i n t g e t _ t h r e a d _ i d ( ) { return (... ) ; } global void my_gpu_kernel ( const f l o a t * input, f l o a t * r e s u l t ) { i n t t i d = g e t _ t h r e a d _ i d ( ) ;... } i n t main ( ) { f l o a t * my_input, * my_result ;... my_gpu_kernel <<<G, B>>>(my_input, m y_result ) ; } / 2014 Προγραμματισμός GPUs

37 CUDA C Διαχωρισμός κώδικα host/device Περιορισμοί για τις συναρτήσεις συσκευής Δεν υποστηρίζεται αναδρομή Δεν υποστηρίζονται static μεταβλητές Δεν μπορούν να δεχτούν μεταβλητό αριθμό ορισμάτων Οι συναρτήσεις global δεν πρέπει να επιστρέφουν τιμή Κάθε κλήση συνάρτησης global θα πρέπει να προσδιορίζει τις παραμέτρους εκτέλεσης (blocks, grid, κ.λπ.) Τα ορίσματα στις συναρτήσεις global πρέπει να είναι μέχρι 256 byte / 2014 Προγραμματισμός GPUs

38 CUDA C Προσδιοριστές μεταβλητών device Βρίσκεται στην καθολική μνήμη Προσβάσιμη από όλα τα blocks constant Βρίσκεται στην μνήμη σταθερών Προσβάσιμη από όλα τα blocks shared Βρίσκεται στην μοιραζόμενη μνήμη του SM Προσβάσιμη από όλα τα νήματα ενός thread block / 2014 Προγραμματισμός GPUs

39 CUDA C Προσδιοριστές μεταβλητών device Βρίσκεται στην καθολική μνήμη Προσβάσιμη από όλα τα blocks constant Βρίσκεται στην μνήμη σταθερών Προσβάσιμη από όλα τα blocks shared Βρίσκεται στην μοιραζόμενη μνήμη του SM Προσβάσιμη από όλα τα νήματα ενός thread block Π.χ., πίνακας 256 floats στην μοιραζόμενη μνήμη: shared f l o a t a r r a y [ ] ; / 2014 Προγραμματισμός GPUs

40 CUDA C Περιβάλλον εκτέλεσης και οργάνωση νημάτων Κλήση πυρήνων Κατά την κλήση ενός πυρήνα για την GPU θα πρέπει να προσδιορίζονται πάντα το μέγεθος του block και του grid Παράδειγμα δημιουργίας μονοδιάστατου block 32 νημάτων και αντίστοιχου grid: i n t main (... ) {... dim3 block ( 3 2 ) ; dim3 g r i d ( N / 3 2 ) ; my_gpu_kernel <<<grid, block > > > (... ) ;... } / 2014 Προγραμματισμός GPUs

41 CUDA C Περιβάλλον εκτέλεσης και οργάνωση νημάτων Κλήση πυρήνων Κατά την κλήση ενός πυρήνα για την GPU θα πρέπει να προσδιορίζονται πάντα το μέγεθος του block και του grid Παράδειγμα δημιουργίας μονοδιάστατου block 32 νημάτων και αντίστοιχου grid: i n t main (... ) {... dim3 block ( 3 2 ) ; dim3 g r i d ( N / 3 2 ) ; my_gpu_kernel <<<grid, block > > > (... ) ;... }. Η κλήση του πυρήνα μπορεί να αποτύχει, εάν δεν επαρκούν οι πόροι της. συσκευής (registers, shared memory) / 2014 Προγραμματισμός GPUs

42 CUDA C Περιβάλλον εκτέλεσης και οργάνωση νημάτων Προσδιορισμός νήματος Το ID κάθε νήματος προσδιορίζεται από τις «συντεταγμένες» του εντός του block στο οποίο ανήκει Η CUDA C ορίζει τις εξής μεταβλητές: uint3 threadidx: οι συντεταγμένες του νήματος εντός του τρέχοντος block uint3 blockidx: οι συντεταγμένες του block εντός του grid dim3 blockdim: οι διαστάσεις του block dim3 griddim: οι διαστάσεις του grid Π.χ., το ID του τρέχοντος νήματος ενός μονοδιάστατου block σε ένα μονοδιάστατο grid είναι local_tid = threadidx. x, εντός του block global_tid = threadidx.x + blockdim.x*blockidx.x, εντός του grid / 2014 Προγραμματισμός GPUs

43 CUDA C Πρόσβαση στην ιεραρχία μνήμης Μνήμη σταθερών Με χρήση του προσδιοριστή constant Μοιραζόμενη μνήμη Με χρήση του προσδιοριστή shared Μνήμη textures Με χρήση ειδικών δομών που ονομάζονται texture references Τοπική μνήμη Με χρήση του προσδιοριστή. local στην PTX assembly / 2014 Προγραμματισμός GPUs

44 CUDA C Συγχρονισμός Memory fences Barriers Εγγυάται ότι όλες οι προσβάσεις στην μνήμη (global ή shared) μέχρι αυτό το σημείο έχουν πραγματοποιηθεί threadfence(), threadfence_block() Εγγυάται ότι όλα τα νήματα του block έχουν φτάσει σε κάποιο σημείο και όλες οι προσβάσεις που έχουν γίνει στην μνήμη (global ή shared) έχουν πραγματοποιηθεί syncthreads() Ατομικές συναρτήσεις Αναφορές στην μνήμη (global, shared) atomicadd(), atomicinc () κ.ο.κ / 2014 Προγραμματισμός GPUs

45 CUDA C Συγχρονισμός Memory fences Barriers Εγγυάται ότι όλες οι προσβάσεις στην μνήμη (global ή shared) μέχρι αυτό το σημείο έχουν πραγματοποιηθεί threadfence(), threadfence_block() Εγγυάται ότι όλα τα νήματα του block έχουν φτάσει σε κάποιο σημείο και όλες οι προσβάσεις που έχουν γίνει στην μνήμη (global ή shared) έχουν πραγματοποιηθεί syncthreads() Ατομικές συναρτήσεις Αναφορές στην μνήμη (global, shared) atomicadd(), atomicinc () κ.ο.κ.. Καθολικός συγχρονισμός..μόνο μεταξύ διαδοχικών κλήσεων του πυρήνα / 2014 Προγραμματισμός GPUs

46 CUDA C Runtime Environment Συναρτήσεις διαχείρισης μνήμης cudamalloc(), cudafree() cudamallochost(), cudafreehost() Συναρτήσεις επικοινωνίας με την συσκευή cudamemcpy() Συναρτήσεις διαχείρισης σφαλμάτων cudagetlasterror () Συναρτήσεις διαχείρισης νημάτων cudathreadsynchronize(), cudathreadexit() Συναρτήσεις διαχείρισης της συσκευής Συναρτήσεις διαχείρισης γεγονότων cudaeventcreate(), cudaeventdestroy(), cudaeventelapsedtime(). Μεταγλώττιση..Συνδεση με την βιβλιοθήκη cudart, lcudart / 2014 Προγραμματισμός GPUs

47 CUDA C Παράδειγμα Άθροισμα διανυσμάτων Host code (1/2) i n t main ( ) { f l o a t a [ N ], b [ N ], c [ N ] ; f l o a t * dev_a, * dev_b, * dev_c ; / / A l l o c a t e memory on the GPU cudamalloc ( ( void * * ) & dev_a, N* s i z e o f ( i n t ) ) ; cudamalloc ( ( void * * ) & dev_b, N* s i z e o f ( i n t ) ) ; cudamalloc ( ( void * * ) & dev_c, N* s i z e o f ( i n t ) ) ; / / I n i t i a l i z e data on the CPU... / / Copy the a r r a y s a and b to the GPU cudamemcpy ( dev_a, a, N* s i z e o f ( i n t ), cudamemcpyhosttodevice ) ; cudamemcpy ( dev_b, b, N* s i z e o f ( i n t ), cudamemcpyhosttodevice ) ; / 2014 Προγραμματισμός GPUs

48 CUDA C Παράδειγμα Άθροισμα διανυσμάτων Host code (2/2)... / / Launch the k e r n e l with N/128 thread b l o c k s / / of 128 t h r e a d s dim3 block ( ) ; dim3 g r i d ( ( N ) / ) ; vec_add <<<grid, block >>>(dev_a, dev_b, dev_c, N ) ; / / Copy the a r r a y c back from the GPU to the CPU cudamemcpy ( c, dev_c, N* s i z e o f ( i n t ), cudamemcpydevicetohost ) ; / / Free the memory a l l o c a t e d on the GPU cudafree ( dev_a ) ; cudafree ( dev_b ) ; cudafree ( dev_c ) ; } return 0 ; / 2014 Προγραμματισμός GPUs

49 CUDA C Παράδειγμα Άθροισμα διανυσμάτων Device code Ορίσαμε 1Δ grid και 1Δ block (γιατί;) Κάθε νήμα αναλαμβάνει τον υπολογισμό ενός στοιχείου global void vec_add ( const f l o a t * a, const f l o a t *b, f l o a t * c, i n t N ) { t i d = blockdim. x * b l o c k I d x. x + t h r e a d I d x. x ; i f ( t i d >= N ) return ; } c [ t i d ] = a [ t i d ] + b [ t i d ] ; / 2014 Προγραμματισμός GPUs

50 CUDA C Παράδειγμα Άθροισμα διανυσμάτων Device code Ορίσαμε 1Δ grid και 1Δ block (γιατί;) Κάθε νήμα αναλαμβάνει τον υπολογισμό ενός στοιχείου global void vec_add ( const f l o a t * a, const f l o a t *b, f l o a t * c, i n t N ) { t i d = blockdim. x * b l o c k I d x. x + t h r e a d I d x. x ; i f ( t i d >= N ) return ; } c [ t i d ] = a [ t i d ] + b [ t i d ] ;. Τι θα συμβεί αν το Ν είναι αρκετά μεγάλο ώστε τα Ν/128 blocks να υπερβαίνουν το. επιτρεπτό όριο της διάστασης του grid; / 2014 Προγραμματισμός GPUs

51 CUDA C Παράδειγμα Άθροισμα διανυσμάτων Device code Ορίζουμε grid με fixed διαστάσεις μέσα στα επιτρεπτά όρια (ανεξάρτητες του N) Αναθέτουμε σε κάθε νήμα τον υπολογισμό περισσότερων στοιχείων global void vec_add ( const f l o a t * a, const f l o a t *b, f l o a t * c, i n t N ) { / / Grid s t r i d e loop f o r ( t i d = blockdim. x * b l o c k I d x. x + t h r e a d I d x. x ; t i d < N ; t i d += blockdim. x * griddim. x ) { c [ t i d ] = a [ t i d ] + b [ t i d ] ; } } / 2014 Προγραμματισμός GPUs

52 CUDA C Παράδειγμα Άθροισμα διανυσμάτων Device code Ορίζουμε grid με fixed διαστάσεις μέσα στα επιτρεπτά όρια (ανεξάρτητες του N) Αναθέτουμε σε κάθε νήμα τον υπολογισμό περισσότερων στοιχείων global void vec_add ( const f l o a t * a, const f l o a t *b, f l o a t * c, i n t N ) { / / Grid s t r i d e loop f o r ( t i d = blockdim. x * b l o c k I d x. x + t h r e a d I d x. x ; t i d < N ; t i d += blockdim. x * griddim. x ) { c [ t i d ] = a [ t i d ] + b [ t i d ] ; } }. Τώρα μπορούμε να προσθέσουμε διανύσματα οποιουδήποτε μήκους, περιοριζόμενοι μόνο. από το μέγεθος της RAM στην GPU / 2014 Προγραμματισμός GPUs

53 37 01 / 2014 Προγραμματισμός GPUs Ζητήματα επίδοσης

54 Προϋποθέσεις για υψηλή επίδοση Συνένωση αναφορών στην καθολική μνήμη (memory access coalescing) Warps χωρίς διακλαδώσεις Εκμετάλλευση της μοιραζόμενης μνήμης Μεγάλος αριθμός νημάτων Υψηλή χρησιμοποίηση των SMs / 2014 Προγραμματισμός GPUs

55 Προϋποθέσεις για υψηλή επίδοση Συνένωση αναφορών στην καθολική μνήμη Κρύβει την καθυστέρηση πρόσβασης στην καθολική μνήμη Η καθολική μνήμη χωρίζεται σε τμήματα (segments) των 32, 64 ή 128 byte, ευθυγραμμισμένα (aligned) στα αντίστοιχα όρια Η πρόσβαση στην μνήμη γίνεται με διενέργειες (transactions) ανά τμήμα Με την συνένωση των αναφορών στην μνήμη επιδιώκουμε με ένα transaction να μεταφέρουμε όσο το δυνατόν περισσότερα χρήσιμα δεδομένα Αυστηρές προϋποθέσεις στην ακολουθία των αναφορών ανάμεσα στα νήματα και στο alignment των δεδομένων / 2014 Προγραμματισμός GPUs

56 Προϋποθέσεις για υψηλή επίδοση Συνένωση αναφορών στην καθολική μνήμη Προϋποθέσεις (I) Τα 16 νήματα ενός half-warp θα πρέπει να προσπελαύνουν είτε λέξεις 4-byte (ένα 64-byte transaction) είτε λέξεις 8-byte (ένα 128-byte transaction) είτε λέξεις 16-byte (δύο 128-byte transactions) Και οι 16 λέξεις θα πρέπει να βρίσκονται στο ίδιο memory segment Το k-οστό νήμα θα πρέπει να προσπελαύνει την k-οστή λέξη / 2014 Προγραμματισμός GPUs

57 Προϋποθέσεις για υψηλή επίδοση Συνένωση αναφορών στην καθολική μνήμη Προϋποθέσεις (II) Παράδειγμα πρόσβασης σε λέξεις 4 byte Συνεχόμενες και ευθυγραμμισμένες Aligned and sequential Addresses: Threads: 0 31 Compute capability: Memory transactions: 1.0 and x 64B at x 64B at 192 Uncached 1.2 and x 64B at x 64B at Cached 1 x 128B at 128 Πηγή: NVIDIA CUDA Programming Guide / 2014 Προγραμματισμός GPUs

58 Προϋποθέσεις για υψηλή επίδοση Συνένωση αναφορών στην καθολική μνήμη Προϋποθέσεις (III) Παράδειγμα πρόσβασης σε λέξεις 4 byte Μη συνεχόμενες και ευθυγραμμισμένες Aligned and non-sequential Addresses: Threads: 0 31 Compute capability: Memory transactions: 1.0 and x 32B at x 32B at x 32B at x 32B at 224 Uncached 1.2 and x 64B at x 64B at Cached 1 x 128B at 128 Πηγή: NVIDIA CUDA Programming Guide / 2014 Προγραμματισμός GPUs

59 Προϋποθέσεις για υψηλή επίδοση Συνένωση αναφορών στην καθολική μνήμη Προϋποθέσεις (IV) Παράδειγμα πρόσβασης σε λέξεις 4 byte Συνεχόμενες και μη ευθυγραμμισμένες Misaligned and sequential Addresses: Threads: 0 31 Compute capability: Memory transactions: 1.0 and 1.1 Uncached 1.2 and Cached 7 x 32B at x 32B at x 32B at x 32B at x 32B at x 128B at x 64B at x 32B at x 128B at x 128B at 256 Πηγή: NVIDIA CUDA Programming Guide / 2014 Προγραμματισμός GPUs

60 Προϋποθέσεις για υψηλή επίδοση Warps χωρίς διακλαδώσεις Το SIMT μοντέλο επιτρέπει σε κάθε νήμα να ακολουθήσει διαφορετικό κλάδο, αλλά Κάθε κλάδος εκτελείται από όλα τα νήματα του warp, απενεργοποιώντας τα αντίστοιχα νήματα όταν εκτελείται ο not taken κλάδος τους Το πλήθος των χρήσιμων υπολογισμών ανά νήμα μειώνεται σημαντικά / 2014 Προγραμματισμός GPUs

61 Προϋποθέσεις για υψηλή επίδοση Warps χωρίς διακλαδώσεις Το SIMT μοντέλο επιτρέπει σε κάθε νήμα να ακολουθήσει διαφορετικό κλάδο, αλλά Κάθε κλάδος εκτελείται από όλα τα νήματα του warp, απενεργοποιώντας τα αντίστοιχα νήματα όταν εκτελείται ο not taken κλάδος τους Το πλήθος των χρήσιμων υπολογισμών ανά νήμα μειώνεται σημαντικά i f ( t h r e a d I d x. x > 2 ) { / / do s t u f f } / 2014 Προγραμματισμός GPUs

62 Προϋποθέσεις για υψηλή επίδοση Warps χωρίς διακλαδώσεις Το SIMT μοντέλο επιτρέπει σε κάθε νήμα να ακολουθήσει διαφορετικό κλάδο, αλλά Κάθε κλάδος εκτελείται από όλα τα νήματα του warp, απενεργοποιώντας τα αντίστοιχα νήματα όταν εκτελείται ο not taken κλάδος τους Το πλήθος των χρήσιμων υπολογισμών ανά νήμα μειώνεται σημαντικά i f ( t h r e a d I d x. x > 2 ) { / / do s t u f f }. Divergence για το πρώτο warp. κάθε thread block! / 2014 Προγραμματισμός GPUs

63 Προϋποθέσεις για υψηλή επίδοση Warps χωρίς διακλαδώσεις Το SIMT μοντέλο επιτρέπει σε κάθε νήμα να ακολουθήσει διαφορετικό κλάδο, αλλά Κάθε κλάδος εκτελείται από όλα τα νήματα του warp, απενεργοποιώντας τα αντίστοιχα νήματα όταν εκτελείται ο not taken κλάδος τους Το πλήθος των χρήσιμων υπολογισμών ανά νήμα μειώνεται σημαντικά i f ( t h r e a d I d x. x > 2 ) { / / do s t u f f }. Divergence για το πρώτο warp. κάθε thread block! i f ( t h r e a d I d x. x / WARP_SIZE > 2 ) { / / do s t u f f } / 2014 Προγραμματισμός GPUs

64 Προϋποθέσεις για υψηλή επίδοση Warps χωρίς διακλαδώσεις Το SIMT μοντέλο επιτρέπει σε κάθε νήμα να ακολουθήσει διαφορετικό κλάδο, αλλά Κάθε κλάδος εκτελείται από όλα τα νήματα του warp, απενεργοποιώντας τα αντίστοιχα νήματα όταν εκτελείται ο not taken κλάδος τους Το πλήθος των χρήσιμων υπολογισμών ανά νήμα μειώνεται σημαντικά i f ( t h r e a d I d x. x > 2 ) { / / do s t u f f } i f ( t h r e a d I d x. x / WARP_SIZE > 2 ) { / / do s t u f f }. Divergence για το πρώτο warp. κάθε thread block!. Ṇo divergence! / 2014 Προγραμματισμός GPUs

65 Προϋποθέσεις για υψηλή επίδοση Εκμετάλλευση της μοιραζόμενης μνήμης Η πρόσβαση στην μοιραζόμενη μνήμη έχει μηδενικό κόστος Οργάνωση σε 16 ή 32 banks Διαδοχικές λέξεις ανατίθενται σε διαδοχικά banks Εκμετάλλευση της χρονικής τοπικότητας των προγραμμάτων Δύο φάσεις: 1. (Προ)φόρτωση των δεδομένων προς υπολογισμό 2. Υπολογισμοί με χρήση της μοιραζόμενης μνήμης / 2014 Προγραμματισμός GPUs

66 Προϋποθέσεις για υψηλή επίδοση Εκμετάλλευση της μοιραζόμενης μνήμης Η πρόσβαση στην μοιραζόμενη μνήμη έχει μηδενικό κόστος Οργάνωση σε 16 ή 32 banks Διαδοχικές λέξεις ανατίθενται σε διαδοχικά banks Εκμετάλλευση της χρονικής τοπικότητας των προγραμμάτων Δύο φάσεις: 1. (Προ)φόρτωση των δεδομένων προς υπολογισμό 2. Υπολογισμοί με χρήση της μοιραζόμενης μνήμης. Περιορισμοί.. Περιορισμένο μέγεθος (16 48 KiB) που μοιράζονται όλα τα νήματα ενός block Μπορεί να οδηγήσει σε χαμηλή χρησιμοποιήση των SMs Προσοχή στα bank conflicts / 2014 Προγραμματισμός GPUs

67 Προϋποθέσεις για υψηλή επίδοση Υψηλή χρησιμοποιήση των SMs Κάθε SM υποστηρίζει ένα μέγιστο αριθμό ενεργών block (ή warps) Ένα warp είναι ενεργό όταν μπορεί να δρομολογηθεί Περισσότερα ενεργά νήματα μπορούν να κρύψουν τις καθυστερήσεις από την πρόσβαση στην καθολική μνήμη Η χρησιμοποιήση των SMs εξαρτάται από τις απαιτήσεις κάθε νήματος σε καταχωρητές και μοιραζόμενη μνήμη, το πλήθος των νημάτων ανά block / 2014 Προγραμματισμός GPUs

68 Προϋποθέσεις για υψηλή επίδοση Υψηλή χρησιμοποιήση των SMs Παράδειγμα Υποθέτουμε GPU με compute capability 1.0: Register file 8192 Shared memory Active blocks/sm 8 Active warps/sm 24 Υποθέτουμε πυρήνα με Block size 128 Register usage/thread 9 Shared memory usage/block 1024 Πόσα ενεργά warps υπάρχουν ανά SM? / 2014 Προγραμματισμός GPUs

69 Προϋποθέσεις για υψηλή επίδοση Υψηλή χρησιμοποιήση των SMs Παράδειγμα Υποθέτουμε GPU με compute capability 1.0: Register file 8192 Shared memory Active blocks/sm 8 Active warps/sm 24 Υποθέτουμε πυρήνα με Block size 128 Register usage/thread 9 Shared memory usage/block 1024 Πόσα ενεργά warps υπάρχουν ανά SM? CUDA Occupancy calculator / 2014 Προγραμματισμός GPUs

70 OpenCL Ανοιχτό πρότυπο για παράλληλο προγραμματισμό σε ετερογενείς αρχιτεκτονικές (π.χ., CPU+GPU) Διάφορες υλοποιήσεις (NVIDIA, AMD κ.ά) Ίδιες αρχές με το μοντέλο CUDA, αλλά αρκετά πιο γενικευμένο με ελαφρώς διαφορετική ορολογία + Τρέχει παντού + Πολλές δυνατότητες, ανοιχτές υλοποιήσεις API που απαιτεί περίοδο εξοικείωσης Θέματα επίδοσης (αρχικές υλοποιήσεις) / 2014 Προγραμματισμός GPUs

71 Ανακεφαλαίωση SIMT μοντέλο προγραμματισμού Επιδιώκουμε τοπικότητα των αναφορών μεταξύ συνεχόμενων νημάτων Τα νήματα οργανώνονται σε 32-άδες και δρομολογούνται στα SPs του SM σε κάθε κύκλο ρολογιού Κάθε μπλοκ τρέχει αποκλειστικά σε ένα SM Συγχρονισμός μόνο μεταξύ των νημάτων ενός block Προσπαθούμε να «κρύψουμε» το κόστος πρόσβασης στην καθολική μνήμη / 2014 Προγραμματισμός GPUs

72 50 01 / 2014 Προγραμματισμός GPUs Σύνδεσμοι

73 Σύνδεσμοι NVIDIA Developer Zone, https://developer.nvidia.com OpenCL / 2014 Προγραμματισμός GPUs

74 52 01 / 2014 Προγραμματισμός GPUs Συζήτηση Ερωτήσεις

Παράλληλος Προγραμματισμός σε Επεξεργαστές Γραφικών

Παράλληλος Προγραμματισμός σε Επεξεργαστές Γραφικών Παράλληλος Προγραμματισμός σε Επεξεργαστές Γραφικών Συστήματα Παράλληλης Επεξεργασίας 9ο εξάμηνο, ΣΗΜΜΥ Εργαστήριο Υπολογιστικών Συστημάτων (CSLab) Φεβρουάριος 2014 Περιεχόμενα 1 Εισαγωγή 2 Επεξεργαστές

Διαβάστε περισσότερα

Παράλληλος Προγραμματισμός σε Επεξεργαστές Γραφικών

Παράλληλος Προγραμματισμός σε Επεξεργαστές Γραφικών Παράλληλος Προγραμματισμός σε Επεξεργαστές Γραφικών Συστήματα Παράλληλης Επεξεργασίας 9ο εξάμηνο, ΣΗΜΜΥ Εργαστήριο Υπολογιστικών Συστημάτων (CSLab) Νοέμβριος 2016 1 Εισαγωγικά 2 Compute Unified Device

Διαβάστε περισσότερα

Προγραμματισμός GPUs μέσω του περιβάλλοντος CUDA

Προγραμματισμός GPUs μέσω του περιβάλλοντος CUDA Προγραμματισμός GPUs μέσω του περιβάλλοντος CUDA Κωνσταντινίδης Ηλίας Υποψήφιος Διδάκτωρ Τμήμα Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών Νόμος Moore density doubles/18m

Διαβάστε περισσότερα

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ 9o εξάμηνο ΗΜΜΥ, ακαδημαϊκό έτος

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ 9o εξάμηνο ΗΜΜΥ, ακαδημαϊκό έτος ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΞΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ http://www.cslab.ece.ntua.gr ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Διαβάστε περισσότερα

Ανάπτυξη αλγόριθμου Closest Pair με CUDA API

Ανάπτυξη αλγόριθμου Closest Pair με CUDA API ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΔΙΠΛΩΜΑ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟY ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟY ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Ανάπτυξη αλγόριθμου Closest Pair με

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση επεξεργαστή (2 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική

Οργάνωση επεξεργαστή (2 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική Οργάνωση επεξεργαστή (2 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική Ταχύτητα εκτέλεσης Χρόνος εκτέλεσης = (αριθμός εντολών που εκτελούνται) Τί έχει σημασία: Χ (χρόνος εκτέλεσης εντολής) Αριθμός

Διαβάστε περισσότερα

Ετήσια Τεχνική Έκθεση

Ετήσια Τεχνική Έκθεση Ετήσια Τεχνική Έκθεση Έτος 2012 ΘΑΛΗΣ Πολυτεχνείο Κρήτης Πλατφόρµα προηγµένων µαθηµατικών µεθόδων και λογισµικού για την επίλυση προβληµάτων πολλαπλών πεδίων (multiphysics, multidomain) σε σύγχρονες υπολογιστικές

Διαβάστε περισσότερα

Προγραμματισμός Συστημάτων Υψηλών Επιδόσεων (ΗΥ421) Εργασία Εξαμήνου

Προγραμματισμός Συστημάτων Υψηλών Επιδόσεων (ΗΥ421) Εργασία Εξαμήνου Προγραμματισμός Συστημάτων Υψηλών Επιδόσεων (ΗΥ421) Εργασία Εξαμήνου ΟΜΑΔΑ: Ιωαννίδης Σταύρος ΑΕΜ: 755 Ντελής Γιώργος ΑΕΜ: 726 Επιλογή της Εργασίας Για την εργασία μας επιλέξαμε την βελτιστοποίηση της

Διαβάστε περισσότερα

Π Τ Υ Χ Ι Α Κ Η / Δ Ι Π Λ Ω Μ ΑΤ Ι Κ Η Ε Ρ ΓΑ Σ Ι Α

Π Τ Υ Χ Ι Α Κ Η / Δ Ι Π Λ Ω Μ ΑΤ Ι Κ Η Ε Ρ ΓΑ Σ Ι Α Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Πληροφορικής Π Τ Υ Χ Ι Α Κ Η / Δ Ι Π Λ Ω Μ ΑΤ Ι Κ Η Ε Ρ ΓΑ Σ Ι Α Αυτόνομη ρύθμιση προγραμμάτων που χρησιμοποιούν GPU Δοδόπουλος Ρωμανός

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ www.cslab.ece.ntua.gr Συστήματα Παράλληλης

Διαβάστε περισσότερα

Προσομοιώσεις Monte Carlo σε GPU

Προσομοιώσεις Monte Carlo σε GPU ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΕΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Προσομοιώσεις Monte Carlo σε GPU Δημήτρης Καρκούλης Επιβλέπων: Κ. Αναγνωστόπουλος 15/07/2010 Πρακτική στο

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών 2009 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών [ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΣΕ ΚΑΡΤΕΣ ΓΡΑΦΙΚΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΗΝ ΑΕΡΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ] Διπλωματική Εργασία του

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ. Άσκηση 5: Παράλληλος προγραμματισμός σε επεξεργαστές γραφικών

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ. Άσκηση 5: Παράλληλος προγραμματισμός σε επεξεργαστές γραφικών ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ www.cslab.ece.ntua.gr Συστήματα Παράλληλης

Διαβάστε περισσότερα

Πτυχιακή εργασία της φοιτήτριας Λαδοπούλου Παρασκευής ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ Τ.Ε.Ι. ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Πτυχιακή εργασία της φοιτήτριας Λαδοπούλου Παρασκευής ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ Τ.Ε.Ι. ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ Τ.Ε.Ι. ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΡΑΛΛΗΛΟΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ GPU / CUDA Της φοιτήτριας ΛΑΔΟΠΟΥΛΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗΣ

Διαβάστε περισσότερα

Παράλληλα Συστήματα. Γιώργος Δημητρίου. Ενότητα 3 η : Παράλληλη Επεξεργασία. Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας - Τμήμα Πληροφορικής

Παράλληλα Συστήματα. Γιώργος Δημητρίου. Ενότητα 3 η : Παράλληλη Επεξεργασία. Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας - Τμήμα Πληροφορικής Γιώργος Δημητρίου Ενότητα 3 η : Παράλληλη Επεξεργασία Παράλληλες Αρχιτεκτονικές Παράλληλο σύστημα είναι ένα σύνολο από επεξεργαστικά στοιχεία (processing elements) τα οποία: συνεργάζονται για γρήγορη επίλυση

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Μελέτη και σύγκριση βασικών πράξεων βάσεων δεδοµένων σε µονάδες επεξεργασίας γραφικών ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ της Μέντα Βαρβάρας

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα Παράλληλης & Κατανεμημένης Επεξεργασίας

Συστήματα Παράλληλης & Κατανεμημένης Επεξεργασίας Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Συστήματα Παράλληλης & Κατανεμημένης Επεξεργασίας Ενότητα 2: Αρχιτεκτονικές Von Neuman, Harvard. Κατηγοριοποίηση κατά Flynn. Υπολογισμός απόδοσης Συστημάτων

Διαβάστε περισσότερα

Ατομική Διπλωματική Εργασία ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΤΟΥ QUERY 6 ΤΟΥ BENCHMARK TPC-H ΣΕ ΚΑΡΤΑ ΓΡΑΦΙΚΩΝ, ΜΕ CUDA. Μαρία Λοϊζίδη ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Ατομική Διπλωματική Εργασία ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΤΟΥ QUERY 6 ΤΟΥ BENCHMARK TPC-H ΣΕ ΚΑΡΤΑ ΓΡΑΦΙΚΩΝ, ΜΕ CUDA. Μαρία Λοϊζίδη ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Ατομική Διπλωματική Εργασία ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΤΟΥ QUERY 6 ΤΟΥ BENCHMARK TPC-H ΣΕ ΚΑΡΤΑ ΓΡΑΦΙΚΩΝ, ΜΕ CUDA Μαρία Λοϊζίδη ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Δεκέμβριος 2009 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ www.cslab.ece.ntua.gr Διπλωματικές

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 13: (Μέρος Γ ) Συστήματα Παράλληλης & Κατανεμημένης Επεξεργασίας Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Παραλληλισμός Βασικές Πηγές: Αρχιτεκτονική Υπολογιστών: μια Δομημένη Προσέγγιση, Α. Tanenbaum, Vrije Universiteit, Amsterdam. Computer Architecture and Engineering, K. Asanovic,

Διαβάστε περισσότερα

ii Πυργιώτης Θεμιστοκλής

ii Πυργιώτης Θεμιστοκλής Προγραμματισμός GPU σε περιβάλλον OpenCL Πολλαπλασιασμός πινάκων και ταύτιση αλφαριθμητικών Διπλωματική εργασία του Πυργιώτη Θεμιστοκλή ΑΜ: 1048 Επιβλέπων καθηγητής Μαργαρίτης Κωνσταντίνος Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών

Διαβάστε περισσότερα

All Pairs Shortest Path

All Pairs Shortest Path All Pairs Shortest Path χρησιμοποιώντας Κυπριώτη Αικατερίνη 6960 Μόσχογλου Στυλιανός 6978 20 Ιανουαρίου 2012 Περιεχόμενα 1 Πρόλογος 3 2 Ο σειριακός APSP 3 3 Η παραλληλοποίηση με 5 3.1 Το προγραμματιστικό

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ «ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΠΙΚΩΝ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗΣ

Διαβάστε περισσότερα

9. Συστολικές Συστοιχίες Επεξεργαστών

9. Συστολικές Συστοιχίες Επεξεργαστών Κεφάλαιο 9: Συστολικές συστοιχίες επεξεργαστών 208 9. Συστολικές Συστοιχίες Επεξεργαστών Οι συστολικές συστοιχίες επεξεργαστών είναι επεξεργαστές ειδικού σκοπού οι οποίοι είναι συνήθως προσκολλημένοι σε

Διαβάστε περισσότερα

Παράλληλη Επεξεργασία

Παράλληλη Επεξεργασία Παράλληλη Επεξεργασία Φροντιστήριο: Εισαγωγή στο OpenMP Εργαστήριο Πληροφοριακών Συστημάτων Υψηλής Επίδοσης Parallel and Distributed Systems Group Τι είναι το OpenMP Πρότυπο Επέκταση στη C/C++ και τη Fortran

Διαβάστε περισσότερα

Παραλληλισμός Αλγορίθμων σε Κάρτες Γραφικών για Σχεδιασμό Κίνησης

Παραλληλισμός Αλγορίθμων σε Κάρτες Γραφικών για Σχεδιασμό Κίνησης Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και Πληροφορικής Παραλληλισμός Αλγορίθμων σε Κάρτες Γραφικών για Σχεδιασμό Κίνησης Συγγραφέας: Πάσχος Ανδρέας Επιβλέπων: Ψαράκης Εμμανουήλ 2

Διαβάστε περισσότερα

Παράλληλη Επεξεργασία

Παράλληλη Επεξεργασία Παράλληλη Επεξεργασία Φροντιστήριο: Εισαγωγή στα Πολυεπεξεργαστικά Συστήματα Διερασίες και Νήματα σε Πολυεπεξεργαστικά Συστήματα Εργαστήριο Πληροφοριακών Συστημάτων Υψηλής Επίδοσης Parallel and Distributed

Διαβάστε περισσότερα

Ε-85: Ειδικά Θέµατα Λογισµικού

Ε-85: Ειδικά Θέµατα Λογισµικού Ε-85: Ειδικά Θέµατα Λογισµικού Προγραµµατισµός Συστηµάτων Υψηλών Επιδόσεων Χειµερινό Εξάµηνο 2009-10 «ιεργασίες και Νήµατα» Παναγιώτης Χατζηδούκας (Π.Δ. 407/80) E-85: Ε.Θ.Λ: Προγραµµατισµός Συστηµάτων

Διαβάστε περισσότερα

Επίλυση ιδιάστατης Ροής µε Κεντροκυψελική ιατύπωση σε Μη- οµηµένα Πλέγµατα. Προγραµµατισµός σε Επεξεργαστές Καρτών Γραφικών.

Επίλυση ιδιάστατης Ροής µε Κεντροκυψελική ιατύπωση σε Μη- οµηµένα Πλέγµατα. Προγραµµατισµός σε Επεξεργαστές Καρτών Γραφικών. Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών Τοµέας Ρευστών Εργαστήριο Θερµικών Στροβιλοµηχανών Μονάδα Παράλληλης Υπολογιστικής Ρευστοδυναµικής & Βελτιστοποίησης Επίλυση ιδιάστατης Ροής µε Κεντροκυψελική

Διαβάστε περισσότερα

Θέματα Μεταγλωττιστών

Θέματα Μεταγλωττιστών Γιώργος Δημητρίου Ενότητα 10 η : Βελτιστοποιήσεις Τοπικότητας και Παραλληλισμού: Εξαρτήσεις και Μετασχηματισμοί Βρόχων Επεξεργασία Πινάκων Παραλληλισμός επιπέδου βρόχου Λόγω παραλληλισμού δεδομένων Επιτυγχάνεται

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Προγραμματισμός μεθόδου συναρτήσεων ακτινικής βάσης (RBF) για τη μετατόπιση υπολογιστικών

Διαβάστε περισσότερα

Κατανεμημένο Σύστημα Διαχείρισης Εργασιών Απομακρυσμένης Εκτέλεσης Κώδικα Για Επιταχυντές Γραφικών Σε Συστοιχίες Υπολογιστών ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Κατανεμημένο Σύστημα Διαχείρισης Εργασιών Απομακρυσμένης Εκτέλεσης Κώδικα Για Επιταχυντές Γραφικών Σε Συστοιχίες Υπολογιστών ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Κατανεμημένο Σύστημα Διαχείρισης Εργασιών

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγικά & Βασικές Έννοιες

Εισαγωγικά & Βασικές Έννοιες Εισαγωγικά & Βασικές Έννοιες ΙΙΙ 1 lalis@inf.uth.gr Γιατί πολλές διεργασίες/νήματα; Επίπεδο εφαρμογής Καλύτερη δόμηση κώδικα Αποφυγή μπλοκαρίσματος / περιοδικών ελέγχων Φυσική έκφραση παραλληλισμού Επίπεδο

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα Παράλληλης & Κατανεμημένης Επεξεργασίας

Συστήματα Παράλληλης & Κατανεμημένης Επεξεργασίας Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Συστήματα Παράλληλης & Κατανεμημένης Επεξεργασίας Ενότητα 2: Αρχιτεκτονικές Von Neuman, Harvard. Κατηγοριοποίηση κατά Flynn. Υπολογισμός απόδοσης Συστημάτων

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 Πολυπύρηνοι επεξεργαστές, μέρος 2 Αρης Ευθυμίου Πηγές διαφανειών: συνοδευτικές διαφάνειες αγγλικης εκδοσης του βιβλιου Cache coherence & scalability! Τα πρωτόκολλα

Διαβάστε περισσότερα

Πολυπύρηνοι επεξεργαστές Multicore processors

Πολυπύρηνοι επεξεργαστές Multicore processors Πολυπύρηνοι επεξεργαστές Multicore processors 1 Μετάβαση στους πολυπύρηνους(1) Απόδοση των µονοεπεξεργαστών 25% ετήσια βελτίωση της απόδοσης από το 1978 έως το 1986 Κυρίως από την εξέλιξη της τεχνολογίας

Διαβάστε περισσότερα

ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΓΕΝΙΚΟ ΤΜΗΜΑ

ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΓΕΝΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΓΕΝΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟΥ ΔΙΠΛΩΜΑΤΟΣ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ : «ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΑ

Διαβάστε περισσότερα

Διεργασίες και Νήματα (2/2)

Διεργασίες και Νήματα (2/2) Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχ. και Μηχανικών Υπολογιστών Εργαστήριο Υπολογιστικών Συστημάτων Διεργασίες και Νήματα (2/2) Λειτουργικά Συστήματα Υπολογιστών 7ο Εξάμηνο, 2016-2017 Νήματα

Διαβάστε περισσότερα

Ασκήσεις στα Προηγμένα Θέματα Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών

Ασκήσεις στα Προηγμένα Θέματα Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών Ασκήσεις στα Προηγμένα Θέματα Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών ακ. έτος 2006-2007 Νεκτάριος Κοζύρης Νίκος Αναστόπουλος {nkoziris,anastop}@cslab.ece.ntua.gr Άσκηση 1: pipelining Εξετάζουμε την εκτέλεση του παρακάτω

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ «ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΠΙΚΩΝ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗΣ

Διαβάστε περισσότερα

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ. «Φέτα» ημιαγωγών (wafer) από τη διαδικασία παραγωγής ΚΜΕ

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ. «Φέτα» ημιαγωγών (wafer) από τη διαδικασία παραγωγής ΚΜΕ Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ Η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Central Processing Unit -CPU) ή απλούστερα επεξεργαστής αποτελεί το μέρος του υλικού που εκτελεί τις εντολές ενός προγράμματος υπολογιστή

Διαβάστε περισσότερα

EM 361: Παράλληλοι Υπολογισμοί

EM 361: Παράλληλοι Υπολογισμοί ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ EM 361: Παράλληλοι Υπολογισμοί Ενότητα #2: Αρχιτεκτονική Διδάσκων: Χαρμανδάρης Ευάγγελος ΤΜΗΜΑ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

Εικονική Μνήμη (Virtual Μemory)

Εικονική Μνήμη (Virtual Μemory) ΗΥ 431 Αρχιτεκτονική Παραλλήλων Συστημάτων Διάλεξη 16 Εικονική Μνήμη (Virtual Μemory) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ Απλό πείραμα int *data = malloc((1

Διαβάστε περισσότερα

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Front- end: Προσκόμιση, αποκωδικοποίηση, μετονομασία καταχωρητών

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Front- end: Προσκόμιση, αποκωδικοποίηση, μετονομασία καταχωρητών Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Front- end: Προσκόμιση, αποκωδικοποίηση, μετονομασία καταχωρητών Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα Προσκόμιση (fetch) πολλαπλές εντολές ανά κύκλο Μετονομασία καταχωρητών

Διαβάστε περισσότερα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Σχεδιασμός και λειτουργία μιας απλής ΚΜΕ) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Επεξεργαστών Ψ.Ε.Σ

Αρχιτεκτονική Επεξεργαστών Ψ.Ε.Σ ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σηµάτων Αρχιτεκτονική Επεξεργαστών Ψ.Ε.Σ Βιβλιογραφία Ενότητας Kehtarnavaz [2005]: Chapter 3 Kuo [2005]: Chapters 1 & 4-5 Lapsley [2002]: Chapter 4 Hayes [2000]: Κεφάλαιo 8

Διαβάστε περισσότερα

http://www.cslab.ece.ntua.gr/diplom/

http://www.cslab.ece.ntua.gr/diplom/ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ KΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ http://www.cslab.ece.ntua.gr/ ιπλωµατική

Διαβάστε περισσότερα

Η πολυνηματική γλώσσα προγραμματισμού Cilk

Η πολυνηματική γλώσσα προγραμματισμού Cilk Η πολυνηματική γλώσσα προγραμματισμού Cilk Β Καρακάσης Ερευνητικά Θέματα Υλοποίησης Γλωσσών Προγραμματισμού Μεταπτυχιακό Μάθημα (688), ΣΗΜΜΥ Νοέμβριος 2009 Β Καρακάσης (CSLab, NTUA) ΣΗΜΜΥ, Μετ/κό 688 9/2009

Διαβάστε περισσότερα

Ατομική Διπλωματική Εργασία ΣΥΓKΡΙΣΗ ΕΠΙΔΟΣΗΣ ΚΑΙ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ ΜΕ ΤΗΝ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ OPENACC ΚΑΙ ΤΗΣ CUDA. Ανδρέας Κωνσταντίνου ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ

Ατομική Διπλωματική Εργασία ΣΥΓKΡΙΣΗ ΕΠΙΔΟΣΗΣ ΚΑΙ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ ΜΕ ΤΗΝ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ OPENACC ΚΑΙ ΤΗΣ CUDA. Ανδρέας Κωνσταντίνου ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ Ατομική Διπλωματική Εργασία ΣΥΓKΡΙΣΗ ΕΠΙΔΟΣΗΣ ΚΑΙ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ ΜΕ ΤΗΝ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ OPENACC ΚΑΙ ΤΗΣ CUDA Ανδρέας Κωνσταντίνου ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Μάιος 2013 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ

Διαβάστε περισσότερα

Μοντέλα. χαρακτηριστικά χωρίς να συνοδεύεται από λεπτοµέρειες.

Μοντέλα. χαρακτηριστικά χωρίς να συνοδεύεται από λεπτοµέρειες. Γλώσσες Περιγραφής Μοντέλα Ένα µοντέλο ενός κυκλώµατος είναι µία αναπαράσταση που παρουσιάζει χαρακτηριστικά χωρίς να συνοδεύεται από λεπτοµέρειες. Τα τυπικά µοντέλα έχουν καλά ορισµένη σύνταξη. Τα αυτόµατα

Διαβάστε περισσότερα

Διονύσιος Σαλονικίδης. Μεταπτυχιακός Φοιτητής. Διπλωματική Εργασία. Επιβλέπων: Κωνσταντίνος Μαργαρίτης, Καθηγητής. Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής

Διονύσιος Σαλονικίδης. Μεταπτυχιακός Φοιτητής. Διπλωματική Εργασία. Επιβλέπων: Κωνσταντίνος Μαργαρίτης, Καθηγητής. Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΔΙΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ ΠΑΡΑΛΛΗΛΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ ΣΕ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΕΥΡΕΣΗΣ ΚΩΔΙΚΟΥ ΚΡΥΠΤΟΓΡΑΦΗΜΕΝΟΥ ΜΕ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟ MD5 Διονύσιος Σαλονικίδης Μεταπτυχιακός Φοιτητής Διπλωματική Εργασία Επιβλέπων: Κωνσταντίνος

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Εισαγωγή στην Δομή, Οργάνωση, Λειτουργία και Αξιολόγηση Υπολογιστών 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6 1.3.1 Δομή

Διαβάστε περισσότερα

ΠΡΟΗΓΜΕΝΟΙ ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ PROJECT 2: MEMORY MANAGEMENT

ΠΡΟΗΓΜΕΝΟΙ ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ PROJECT 2: MEMORY MANAGEMENT ΠΡΟΗΓΜΕΝΟΙ ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ PROJECT 2: MEMORY MANAGEMENT ΘΕΩΡΙΑ Στο project αυτό έχουμε υλοποιήσει τις βασικές συναρτήσεις της stdlib της C malloc και free Η συνάρτηση malloc είναι η void *malloc(int

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ ΤΕΛΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΣΤΟΥΣ Η/Y (ΗΥ232) Τετάρτη, 21 Δεκεμβρίου 2016 ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ 3 ΩΡΕΣ Για πλήρη

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ www.cslab.ece.ntua.gr Συστήματα Παράλληλης

Διαβάστε περισσότερα

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Κρυφές Μνήμες. (οργάνωση, λειτουργία και απόδοση)

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Κρυφές Μνήμες. (οργάνωση, λειτουργία και απόδοση) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κρυφές Μνήμες (οργάνωση, λειτουργία και απόδοση) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Ιεραρχία συχνά και το

Διαβάστε περισσότερα

Διαφορές single-processor αρχιτεκτονικών και SoCs

Διαφορές single-processor αρχιτεκτονικών και SoCs 13.1 Τα συστήματα και η επικοινωνία μεταξύ τους γίνονται όλο και περισσότερο πολύπλοκα. Δεν μπορούν να περιγραφούνε επαρκώς στο επίπεδο RTL καθώς αυτή η διαδικασία γίνεται πλέον αρκετά χρονοβόρα. Για αυτό

Διαβάστε περισσότερα

Π Τ Υ Χ Ι Α Κ Η Ε Ρ ΓΑ Σ Ι Α

Π Τ Υ Χ Ι Α Κ Η Ε Ρ ΓΑ Σ Ι Α Α Ρ Ι Σ Τ Ο Τ Ε Λ Ε Ι Ο Π Α Ν Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ι Ο Θ Ε Σ Σ Α Λ Ο Ν Ι Κ Η Σ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Π Τ Υ Χ Ι Α Κ Η Ε Ρ ΓΑ Σ Ι Α «ΠΡΟΣΑΡΜΟΣΙΜΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΡΟΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΚΑΡΤΑΣ

Διαβάστε περισσότερα

Στοιχεία από την αρχιτεκτονική των μικροϋπολογιστών

Στοιχεία από την αρχιτεκτονική των μικροϋπολογιστών Στοιχεία από την αρχιτεκτονική των μικροϋπολογιστών Η επεξεργασία των δεδομένων ακολουθεί μια στερεότυπη διαδρομή: τα δεδομένα εισάγονται στο υπολογιστικό σύστημα, υφίστανται μια ορισμένη επεξεργασία και

Διαβάστε περισσότερα

Υ- 07 Παράλληλα Συστήματα Συνέπεια και συνοχή μνήμης

Υ- 07 Παράλληλα Συστήματα Συνέπεια και συνοχή μνήμης Υ- 07 Παράλληλα Συστήματα Συνέπεια και συνοχή μνήμης Αρης Ευθυμίου Λειτουργία μνήμης Η μνήμη είναι ένας πίνακας αποθήκευσης Οταν διαβάζουμε μια θέση, περιμένουμε να πάρουμε την τελευταία τιμή που έχει

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 4 : Κρυφή Μνήμη Καρβούνης Ευάγγελος Δευτέρα, 30/11/2015 Χαρακτηριστικά Θέση Χωρητικότητα Μονάδα Μεταφοράς

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7ο ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Γενικό διάγραμμα υπολογιστικού συστήματος Γενικό διάγραμμα υπολογιστικού συστήματος - Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας ονομάζουμε

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Πληροφορική

Εισαγωγή στην Πληροφορική Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ιονίων Νήσων Εισαγωγή στην Πληροφορική Ενότητα 8: Λειτουργικά Συστήματα Το περιεχόμενο του μαθήματος διατίθεται με άδεια Creative Commons εκτός και αν αναφέρεται διαφορετικά

Διαβάστε περισσότερα

ιεργασίες και νήµατα Προγραµµατισµός ΙΙΙ 1 lalis@inf.uth.gr

ιεργασίες και νήµατα Προγραµµατισµός ΙΙΙ 1 lalis@inf.uth.gr ιεργασίες και νήµατα Προγραµµατισµός ΙΙΙ 1 lalis@inf.uth.gr Η έννοια της διεργασίας ιεργασία (process) είναι ο µηχανισµός εκτέλεσης ενός προγράµµατος σε ένα λειτουργικό σύστηµα. Η διεργασία είναι µια ενεργή

Διαβάστε περισσότερα

Εφαρµογές Πληροφορικής Υπολογιστών. Κεφάλαιο 3 Το υλικό του υπολογιστή

Εφαρµογές Πληροφορικής Υπολογιστών. Κεφάλαιο 3 Το υλικό του υπολογιστή Κεφάλαιο 3 Το υλικό του υπολογιστή Εισαγωγή Τµήµατα του Η/Υ καιοργάνωση Μονάδα Κεντρικής Μνήµης Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU) Μονάδα Εισόδου Εξόδου ίαυλοι Επικοινωνίας Εναλλακτικές αρχιτεκτονικές

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 10ο μάθημα: Ορια παραλληλίας επιπέδου εντολής και πολυνηματικοί επεξεργαστές Αρης Ευθυμίου Πηγές διαφανειών: συνοδευτικές διαφάνειες αγγλικης εκδοσης του βιβλιου Ορια

Διαβάστε περισσότερα

ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σηµάτων. Βιβλιογραφία Ενότητας

ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σηµάτων. Βιβλιογραφία Ενότητας ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σηµάτων Βελτιστοποίηση κώδικα σε επεξεργαστές ΨΕΣ Τµήµα Επιστήµη και Τεχνολογίας Τηλεπικοινωνιών Πανεπιστήµιο Πελοποννήσου Βιβλιογραφία Ενότητας Kehtarnavaz [2005]: Chapter

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 3 Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικού Τμήματος (hardware) των Υπολογιστικών Συστημάτων ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 3 Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικού Τμήματος (hardware) των Υπολογιστικών Συστημάτων ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ Κεφάλαιο 3 Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικού Τμήματος (hardware) των Υπολογιστικών Συστημάτων ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1. Τι εννοούμε με τον όρο υπολογιστικό σύστημα και τι με τον όρο μικροϋπολογιστικό σύστημα; Υπολογιστικό

Διαβάστε περισσότερα

Α. Δίνονται οι. (i) στη. πρέπει να. πιο. (ii) $a0. $s0 θα πρέπει να. αποθήκευση. αυξάνει τον. f: sub sll add sub jr. h: addi sw sw.

Α. Δίνονται οι. (i) στη. πρέπει να. πιο. (ii) $a0. $s0 θα πρέπει να. αποθήκευση. αυξάνει τον. f: sub sll add sub jr. h: addi sw sw. ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΡ ΙΟ ΥΠΟΛΟΟ ΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ www.cslab.ece.ntua. gr ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ

Διαβάστε περισσότερα

ΗΜΥ Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών

ΗΜΥ Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών ΗΜΥ 213 - Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών ΗΜΥ 213 Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών Διάλεξη 4 Περίληψη Συναρτήσεις Χρονόμετρο Χρήση Διακοπτών Coprocessor Διαχείριση

Διαβάστε περισσότερα

Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή

Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή Αριθμός bit δίαυλου δεδομένων (Data Bus) Αριθμός bit δίαυλου διευθύνσεων (Address Bus) Μέγιστη συχνότητα λειτουργίας (Clock Frequency) Τύποι εντολών Αριθμητική

Διαβάστε περισσότερα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας. Επανάληψη: Απόδοση ΚΜΕ. ΚΜΕ ενός κύκλου (single-cycle) Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών. Υπολογιστικό σύστημα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας. Επανάληψη: Απόδοση ΚΜΕ. ΚΜΕ ενός κύκλου (single-cycle) Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών. Υπολογιστικό σύστημα Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών (Pipelining και άλλες τεχνικές αύξησης απόδοσης) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης

Διαβάστε περισσότερα

Παράλληλος προγραμματισμός: Σχεδίαση και υλοποίηση παράλληλων προγραμμάτων

Παράλληλος προγραμματισμός: Σχεδίαση και υλοποίηση παράλληλων προγραμμάτων Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχ. και Μηχανικών Υπολογιστών Εργαστήριο Υπολογιστικών Συστημάτων Παράλληλος προγραμματισμός: Σχεδίαση και υλοποίηση παράλληλων προγραμμάτων 9 ο Εξάμηνο

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Παραλληλισμός Βασικές Πηγές: Αρχιτεκτονική Υπολογιστών: μια Δομημένη Προσέγγιση, Α. Tanenbaum, Vrije Universiteit, Amsterdam. Computer Architecture and Engineering, K. Asanovic,

Διαβάστε περισσότερα

Προγραμματισμός συστημάτων UNIX/POSIX. Θέμα επιλεγμένο από τους φοιτητές: Προγραμματιστικές τεχνικές που στοχεύουν σε επιδόσεις

Προγραμματισμός συστημάτων UNIX/POSIX. Θέμα επιλεγμένο από τους φοιτητές: Προγραμματιστικές τεχνικές που στοχεύουν σε επιδόσεις Προγραμματισμός συστημάτων UNIX/POSIX Θέμα επιλεγμένο από τους φοιτητές: Προγραμματιστικές τεχνικές που στοχεύουν σε επιδόσεις Βελτιστοποιήσεις με στόχο τις επιδόσεις Σε αρκετές περιπτώσεις δεν αρκεί να

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΑΡΑΛΛΗΛΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ ΜΕ OpenMP

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΑΡΑΛΛΗΛΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ ΜΕ OpenMP ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΑΡΑΛΛΗΛΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ ΜΕ OpenMP Νίκος Τρυφωνίδης Μέρος 1 ο : Η ΑΝΑΓΚΗ ΓΙΑ ΠΑΡΑΛΛΗΛΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ Γιατί Παράλληλος Προγραμματισμός; Οι επιστημονικές υπολογιστικές

Διαβάστε περισσότερα

Νικόλαος Μ. Αμαρτωλός

Νικόλαος Μ. Αμαρτωλός Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών Τομέας Ρευστών Εργαστήριο Θερµικών Στροβιλοµηχανών Μονάδα Παράλληλης Υπολογιστικής Ρευστοδυναµικής & Βελτιστοποίησης Προγραμματισμός Επιλύτη Εξισώσεων

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 7ο μάθημα: Κρυφές μνήμες (cache) - εισαγωγή Αρης Ευθυμίου Πηγές διαφανειών: συνοδευτικές διαφάνειες αγγλικης εκδοσης του βιβλιου Σύστημα μνήμης! Η μνήμη είναι σημαντικό

Διαβάστε περισσότερα

Μάθημα 3 ο ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ (PROCESSES)

Μάθημα 3 ο ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ (PROCESSES) Μάθημα 3 ο ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ (PROCESSES) Εισαγωγή H κεντρική μονάδα επεξεργασίας (ΚΜΕ) και η κύρια μνήμη αποτελούν τα βασικά δομικά στοιχεία ενός υπολογιστικού συστήματος. Η πρώτη εκτελεί εντολές χειρισμού δεδομένων

Διαβάστε περισσότερα

13.2 Παράλληλος Προγραµµατισµός Γλωσσάρι, Σελ. 1

13.2 Παράλληλος Προγραµµατισµός Γλωσσάρι, Σελ. 1 13.2 Παράλληλος Προγραµµατισµός Γλωσσάρι, Σελ. 1 ΓΛΩΣΣΑΡΙ Αµοιβαίος αποκλεισµός (mutual exclusion) Στο µοντέλο κοινού χώρου διευθύνσεων, ο αµοιβαίος αποκλεισµός είναι ο περιορισµός του αριθµού των διεργασιών

Διαβάστε περισσότερα

Μάθημα 3.2: Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Μάθημα 3.2: Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Κεφάλαιο 3 ο Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Μάθημα 3.: Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Όταν ολοκληρώσεις το κεφάλαιο θα μπορείς: Να σχεδιάζεις την εσωτερική δομή της ΚΜΕ και να εξηγείς τη λειτουργία των επιμέρους

Διαβάστε περισσότερα

Προχωρηµένα Θέµατα Αρχιτεκτονικής

Προχωρηµένα Θέµατα Αρχιτεκτονικής Προχωρηµένα Θέµατα Αρχιτεκτονικής Μάθηµα 2 ο : Instruction Set Principles and Examples Μάθηµα 2 ο Προχωρηµένα Θέµατα Αρχιτεκτονικής 1 Σχεδιασµός Συνόλου Εντολών Θέµατα που θα συζητηθούν ιαφορετικές επιλογές

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Μνήμης

Αρχιτεκτονική Μνήμης ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σημάτων Αρχιτεκτονική Μνήμης Τμήμα Επιστήμη και Τεχνολογίας Τηλεπικοινωνιών Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου Βιβλιογραφία Ενότητας Kuo [2005]: Chapters 3 & 4 Lapsley [2002]: Chapter

Διαβάστε περισσότερα

Design and Implementation of a GPU Virtualization Framework. Diploma Thesis

Design and Implementation of a GPU Virtualization Framework. Diploma Thesis ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Σχεδιασμός και Υλοποίηση Μηχανισμού

Διαβάστε περισσότερα

Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών

Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2015-16 Παραλληλισμός σε επίπεδο εντολών (Pipelining και άλλες τεχνικές αύξησης απόδοσης) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης

Διαβάστε περισσότερα

Βασικές Έννοιες Πρ Ταο υγρ τόα χ μ ρ μ ο α ν τισμ ος Π ό ρ ςο ΙΙΙ γραμματισμός 1

Βασικές Έννοιες Πρ Ταο υγρ τόα χ μ ρ μ ο α ν τισμ ος Π ό ρ ςο ΙΙΙ γραμματισμός 1 Βασικές Έννοιες ΙΙΙ 1 lalis@inf.uth.gr Μονονηματική / πολυνηματική εκτέλεση Μονονηματικό μοντέλο εκτέλεσης (συμβατικό) Οι εντολές του κώδικα εκτελούνται σειριακά Ένα μοναδικό νήμα εκτέλεσης (execution

Διαβάστε περισσότερα

i Όλες οι σύγχρονες ΚΜΕ είναι πολυπλοκότερες!

i Όλες οι σύγχρονες ΚΜΕ είναι πολυπλοκότερες! Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κεντρική Επεξεργασίας (Σχεδιασμός και λειτουργία μιας απλής ΚΜΕ) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Η υπολογιστική

Διαβάστε περισσότερα

Αριθµητικές Μέθοδοι Collocation. Απεικόνιση σε Σύγχρονες Υπολογιστικές Αρχιτεκτονικές

Αριθµητικές Μέθοδοι Collocation. Απεικόνιση σε Σύγχρονες Υπολογιστικές Αρχιτεκτονικές Αριθµητικές Μέθοδοι Collocation Απεικόνιση σε Σύγχρονες Υπολογιστικές Αρχιτεκτονικές Hermite Collocation Method BVP L B uxy (, ) = f(, xy), (, xy) Ω uxy (, ) = gxy (, ), (, xy) Ω Red Black Collocation

Διαβάστε περισσότερα

Προγραμματισμός Ι (ΗΥ120)

Προγραμματισμός Ι (ΗΥ120) Προγραμματισμός Ι (ΗΥ120) Διάλεξη 9: Συναρτήσεις Ορισμός συναρτήσεων () { /* δήλωση μεταβλητών */ /* εντολές ελέγχου/επεξεργασίας */ o Μια συνάρτηση ορίζεται δίνοντας

Διαβάστε περισσότερα

ΗΜΥ 213 Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών

ΗΜΥ 213 Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών ΗΜΥ 213 Εργαστήριο Οργάνωσης Υπολογιστών και Μικροεπεξεργαστών Διδάσκοντες: Νικόλας Στυλιανίδης Γιώργος Ζάγγουλος Email: nstylianides@gmail.com zaggoulos.george@ucy.ac.cy Εισαγωγή στους Μικροεπεξεργαστές

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα Παράλληλης & Κατανεμημένης Επεξεργασίας

Συστήματα Παράλληλης & Κατανεμημένης Επεξεργασίας Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Συστήματα Παράλληλης & Κατανεμημένης Επεξεργασίας Ενότητα: Η γλώσσα OpenCL Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΜΕ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΕ ΜΟΡΙΑ, ΥΛΙΚΑ, ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ

ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΜΕ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΕ ΜΟΡΙΑ, ΥΛΙΚΑ, ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΜΕ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΕ ΜΟΡΙΑ, ΥΛΙΚΑ, ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Ι ΑΣΚΟΝΤΕΣ: Μαρία Κανακίδου, Σταύρος Φαράντος, Γιώργος Φρουδάκης 1 / 37 ΕΝΟΤΗΤΑ ΠΡΩΤΗ Σύγχρονη Υπολογιστική Χηµεία: Επισκόπηση Μοριακές Θεωρίες

Διαβάστε περισσότερα

Κατανεμημένα Συστήματα

Κατανεμημένα Συστήματα Κατανεμημένα Συστήματα Σημειώσεις εργαστηρίου Lab#7 - Διεργασίες, Nήματα, Πολυνημάτωση στη Python Νεβράντζας Βάιος-Γερμανός Λάρισα, Φεβρουάριος 2013 Lab#7 - Διεργασιές, Νη ματα, Πολυνημα τωση στη Python,

Διαβάστε περισσότερα

Μάθημα 4: Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Μάθημα 4: Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Μάθημα 4: Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας 4.1 Γενικά Ο υπολογιστής επεξεργάζεται δεδομένα ακολουθώντας βήμα βήμα, τις εντολές ενός προγράμματος. Το τμήμα του υπολογιστή, που εκτελεί τις εντολές και συντονίζει

Διαβάστε περισσότερα

Ζητήµατα Απόδοσης. Ιεραρχία Μνήµης. Αναγκαιότητα για Ιεραρχία Μνήµης. Processor-DRAM Gap (latency) Ε-85: Ειδικά Θέµατα Λογισµικού

Ζητήµατα Απόδοσης. Ιεραρχία Μνήµης. Αναγκαιότητα για Ιεραρχία Μνήµης. Processor-DRAM Gap (latency) Ε-85: Ειδικά Θέµατα Λογισµικού Ε-85: Ειδικά Θέµατα Λογισµικού Προγραµµατισµός Συστηµάτων Υψηλών Επιδόσεων Χειµερινό Εξάµηνο 2009-10 «Ιεραρχία Μνήµης και Τεχνικές Βελτιστοποίησης» Παναγιώτης Χατζηδούκας (Π.Δ. 407/80) Ζητήµατα Απόδοσης

Διαβάστε περισσότερα

Προγραμματισμός Υπολογιστών & Υπολογιστική Φυσική

Προγραμματισμός Υπολογιστών & Υπολογιστική Φυσική ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Προγραμματισμός Υπολογιστών & Υπολογιστική Φυσική Ενότητα 7: Συναρτήσεις Νικόλαος Στεργιούλας Τμήμα Φυσικής Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems)

Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems) Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems) Μαθηµα 2 ηµήτρης Λιούπης 1 Intel SA-1110 µc StrongARM core. System-on-Chip. Εξέλιξη των SA-110 και SA-1100. 2 ARM cores ARM: IP (intellectual

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 13. Διακλαδώσεις. Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ

ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 13. Διακλαδώσεις. Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 13 Διακλαδώσεις Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ Η μέχρι τώρα μικρο-αρχιτεκτονική (Eντολές Διακλάδωσης) Η μικρο-αρχιτεκτονική

Διαβάστε περισσότερα

Επιτεύγµατα των Λ.Σ.

Επιτεύγµατα των Λ.Σ. Επιτεύγµατα των Λ.Σ. ιεργασίες ιαχείριση Μνήµης Ασφάλεια και προστασία δεδοµένων Χρονοπρογραµµατισµός & ιαχείρηση Πόρων οµή Συστήµατος ιεργασίες Ένα πρόγραµµα σε εκτέλεση Ένα στιγµιότυπο ενός προγράµµατος

Διαβάστε περισσότερα