顯卡中CUDA是什么及其應用介紹

2019-10-28 20:04:33

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CUDA(Compute Unified Device Architecture)，顯卡廠商NVidia推出的運算平臺。 CUDA™是一種由NVIDIA推出的通用并行計算架構，該架構使GPU能夠解決復雜的計算問題。它包含了CUDA指令集架構(ISA)以及GPU內部的并行計算引擎。

計算行業正在從只使用CPU的“中央處理”向CPU與GPU并用的“協同處理”發展。為打造這一全新的計算典范，NVIDIA®(英偉達™)發明了CUDA(Compute Unified Device Architecturem，統一計算設備架構)這一編程模型，是想在應用程序中充分利用CPU和GPU各自的優點。現在，該架構現已應用于GeForce®(精視™)、ION™(翼揚™)、Quadro以及Tesla GPU(圖形處理器)上，對應用程序開發人員來說，這是一個巨大的市場。
在消費級市場上，幾乎每一款重要的消費級視頻應用程序都已經使用CUDA加速或很快將會利用CUDA來加速，其中不乏Elemental Technologies公司、MotionDSP公司以及LoiLo公司的產品。在科研界，CUDA一直受到熱捧。例如，CUDA現已能夠對AMBER進行加速。AMBER是一款分子動力學模擬程序，全世界在學術界與制藥企業中有超過60,000名研究人員使用該程序來加速新藥的探索工作。在金融市場，Numerix以及CompatibL針對一款全新的對手風險應用程序發布了CUDA支持并取得了18倍速度提升。Numerix為近400家金融機構所廣泛使用。

CUDA的廣泛應用造就了GPU計算專用Tesla GPU的崛起。全球財富五百強企業現在已經安裝了700多個GPU集群，這些企業涉及各個領域，例如能源領域的斯倫貝謝與雪佛龍以及銀行業的法國巴黎銀行。隨著微軟Windows 7與蘋果Snow Leopard操作系統的問世，GPU計算必將成為主流。在這些全新的操作系統中，GPU將不僅僅是圖形處理器，它還將成為所有應用程序均可使用的通用并行處理器。

CUDA的應用
計算行業正在從只使用CPU的“中央處理”向CPU與GPU并用的“協同處理”發展。為打造這一全新的計算典范，NVIDIA(英偉達)發明了CUDA(Compute Unified Device Architecturem，統一計算設備架構)這一編程模型，是想在應用程序中充分利用CPU和GPU各自的優點。現在，該架構現已應用于GeForce(精視)、ION(翼揚)、Quadro以及Tesla GPU(圖形處理器)上，對應用程序開發人員來說，這是一個巨大的市場。

CUDA產生的原因
隨著顯卡的發展，GPU越來越強大，而且GPU為顯示圖像做了優化。在計算上已經超越了通用的CPU。如此強大的芯片如果只是作為顯卡就太浪費了，因此NVidia推出CUDA，讓顯卡可以用于圖像計算以外的目的。

CUDA體系結構的組成
開發庫：開發庫是基于CUDA技術所提供的應用開發庫。
運行期環境：運行期環境提供了應用開發接口和運行期組件，包括基本數據類型的定義和各類計算、類型轉換、內存管理、設備訪問和執行調度等函數。
驅動：CUDA-enable的GPU的設備抽象層，提供硬件設備的抽象訪問接口。也就是需要安裝有nVIDIA硬件的電腦上安裝相應的驅動來實現CUDA通用運算。

注：相關教程知識閱讀請移步到顯卡頻道。

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