CUDA是什麼

  CUDA(Compute Unified Device Architecture),顯卡廠商NVidia推出的運算平台。 CUDA™是一種由NVIDIA推出的通用並行計算結構,該結構使GPU能夠解決複雜的計算問題。 它包含了CUDA指令集結構(ISA)以及GPU內部的並行計算引擎。

  計算行業正在從只使用CPU的“中央處理”向CPU與GPU並用的“協同處理”發展。為打造這一全新的計算典範,NVIDIA®(英偉達™)發明了CUDA(Compute Unified Device Architecturem,統一計算設備結構)這一程式設計模型,是想在應用程式中充分利用CPU和GPU各自的優點。現在,該結構現已應用於GeForce®(精視™)、ION™(翼揚™)、Quadro以及Tesla GPU(圖形處理器)上,對應用程式開發人員來說,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式都已經使用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式,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式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式發佈了CUDA支援並取得了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裝設了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作業系統的問世,GPU計算必將成為主流。在這些全新的作業系統中,GPU將不僅僅是圖形處理器,它還將成為所有應用程式均可使用的通用並行處理器。

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CUDA的應用

  計算行業正在從只使用CPU的“中央處理”向CPU與GPU並用的“協同處理”發展。為打造這一全新的計算典範,NVIDIA(英偉達)發明了CUDA(Compute Unified Device Architecturem,統一計算設備結構)這一程式設計模型,是想在應用程式中充分利用CPU和GPU各自的優點。現在,該結構現已應用於GeForce(精視)、ION(翼揚)、Quadro以及Tesla GPU(圖形處理器)上,對應用程式開發人員來說,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。如此強大的晶片如果只是作為顯卡就太浪費了,因此NVidia推出CUDA,讓顯卡可以用於圖像計算以外的目的。

CUDA體系結構的組成

  開發庫:開發庫是基於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元件,包括基本數據類型的定義和各類計算、類型轉換、記憶體管理、設備訪問和執行調度等函數。

  驅動:CUDA-enable的GPU的設備抽象層,提供硬體設備的抽象訪問接口。也就是需要裝設有nVIDIA硬體的電腦上裝設相應的驅動來實現CUDA通用運算。

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