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《上海交通大学》 2011年
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GPU架构分析与功耗模型研究

邹治海  
【摘要】:大规模科学计算现在越来越离不开GPU加速。但是,随着GPU架构计算能力的不断增强,其结构越来越复杂,如何充分发挥其计算能力和如何控制其功耗来实现“绿色计算”成为了一个不可回避的巨大挑战。NVIDIA公司最新推出Fermi架构,该架构中包含了多种计算单元,而且具有完整的多级缓存结构,使得GPU架构更加完善。本文的主要工作和创新包括以下两方面: 第一,深入研究该架构中的处理单元和各级存储单元的结构,分析GPU架构的执行特点。根据不同指令的特点,实测得出具体指令在GPU计算单元上的执行周期和并发性能;而针对GPU架构根据不同需求而设计的多级、分类详细的存储器结构,深入研究每一种存储器的特点,获得访问不同存储器所需的执行周期。 第二,在深入研究GPU架构的基础上提出一种系统级的功耗模型,该模型首先计算出不同native指令及每次访问存储器消耗的功耗;之后,根据应用在硬件上的执行指令和采样工具获得的采样结果,分析预测其功耗。该功耗模型的预测精度达到百分之九十左右。 本课题研究内容是国家863重点项目“新概念高效能计算机体系结构及系统研究开发”(2009AA012201)的一部分。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
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【同被引文献】
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