基于CUDA架構(gòu)的高性能圖像處理程序設(shè)計.pdf

1、高性能計算，又稱超級計算，是指在短時間內(nèi)完成更多的數(shù)據(jù)計算量，以完成更多的計算任務(wù)。云計算是近年來逐漸興起的一種并行的分布式計算應(yīng)用的概念與模式，其實現(xiàn)方式是將大量的計算資源通過網(wǎng)絡(luò)連接到一起，構(gòu)成一個具有強大的計算能力和并行處理能力的計算資源池，從而向用戶提供高性能計算服務(wù)。從本質(zhì)上看，云計算是為了實現(xiàn)高性能計算而產(chǎn)生的一種新的處理模式。由此可見，高性能計算的應(yīng)用廣泛，形式日新月異，對其研究具有重要的理論與現(xiàn)實意義。
　　由于G

2、PU具有強大的計算能力，并且發(fā)展迅速，使其應(yīng)用于通用的高性能計算，成為了一種必然的結(jié)果。CUDA是由美國NVIDIA公司為其生產(chǎn)的GPU產(chǎn)品開發(fā)的通用計算程序與硬件計算資源之間交互的接口。CUDA架構(gòu)用于實現(xiàn)GPU設(shè)備的通用計算應(yīng)用，具有高并行性、高帶寬、性價比高、易于編程等優(yōu)勢。基于這些優(yōu)勢，基于CUDA的高性能計算，成為近年來學界研究的重點，在應(yīng)用上得到了快速的發(fā)展。
　　雖然CUDA具有如上所述的諸多優(yōu)勢，但是，其仍然有許多

3、局限性，例如，CUDA對多分支和并行化低的應(yīng)用程序執(zhí)行效率不高，不適合整型數(shù)據(jù)運算，對處理的任務(wù)的細分程度及方式直接影響到CUDA應(yīng)用程序的性能，并且，編程語言語法的特異性也限制了CUDA在通用高性能計算領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　為了克服基于CUDA架構(gòu)的高性能計算在實際應(yīng)用中存在的問題，從產(chǎn)品應(yīng)用的角度出發(fā)，重點研究了對圖像處理任務(wù)的并行化分解，并從控制任務(wù)與計算任務(wù)分離以及存儲器優(yōu)化的角度對應(yīng)用程序進行了優(yōu)化，以適應(yīng)CUDA架構(gòu)實現(xiàn)高