Computación de alto desempeño en GPU

Abstract

Este libro es el resultado del trabajo de investigación sobre las características de la GPU y su adopción como arquitectura masivamente paralela para aplicaciones de propósito general. Su propósito es transformarse en una herramienta útil para guiar los primeros pasos de aquellos que se inician en la computación de alto desempeños en GPU. Pretende resumir el estado del arte considerando la bibliografía propuesta. El objetivo no es solamente describir la arquitectura many-core de la GPU y la herramienta de programación CUDA, sino también conducir al lector hacia el desarrollo de programas con buen desempeño. El libro se estructura de la siguiente manera: Capítulo 1: se detallan los conceptos básicos y generales de la computación de alto rendimiento, presentes en el resto del texto. Capítulo 2: describe las características de la arquitectura de la GPU y su evolución histórica. En ambos casos realizando una comparación con la CPU. Finalmente detalla la evolución de la GPU como co-procesador para el desarrollo de aplicaciones de propósito general. Capítulo 3: este capítulo contiene los lineamientos básicos del modelo de programación asociado a CUDA. CUDA provee una interfaz para la comunicación CPU-GPU y la administración de los threads. También se describe las características del modelo de ejecución SIMT asociado. Capítulo 4: analiza las propiedades generales y básicas de la jerarquía de memoria de la GPU, describiendo las propiedades de cada una, la forma de uso y sus ventajas y desventajas. Capítulo 5: comprende un análisis de los diferentes aspectos a tener en cuenta para resolver aplicaciones con buena performance. La programación de GPU con CUDA no es una mera transcripción de un código secuencial a un código paralelo, es necesario tener en cuenta diferentes aspectos para usar de manera eficiente la arquitectura y llevar a cabo una buena programación. Finalmente se incluyen tres apéndices. En el primero se describen los calificadores, tipos y funciones básicos de CUDA, el segundo detalla algunas herramientas simples de la biblioteca cutil.h para el control de la programación en CUDA. El último apéndice describe las capacidades de cómputo de CUDA para las distintas GPU existentes, listando los modelos reales que las poseen.