FI:PV197 GPU Programming - Informace o předmětu
PV197 GPU Programming
Fakulta informatikypodzim 2024
- Rozsah
- 1/1/0. 2 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučováno kontaktně - Vyučující
- doc. RNDr. Jiří Filipovič, Ph.D. (přednášející)
doc. RNDr. Petr Holub, Ph.D. (pomocník)
RNDr. Jiří Matela, Ph.D. (pomocník) - Garance
- doc. RNDr. Jiří Filipovič, Ph.D.
Katedra počítačových systémů a komunikací – Fakulta informatiky
Dodavatelské pracoviště: Katedra počítačových systémů a komunikací – Fakulta informatiky - Rozvrh
- St 25. 9. až St 18. 12. St 12:00–13:50 D1
- Předpoklady
- C/C++ programming (PB111, PB160, PB161, PB071, or similar), familiarity with CPU architecture, and parallelization of algorithms (IB109).
- Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
- Mateřské obory/plány
- předmět má 34 mateřských oborů, zobrazit
- Cíle předmětu
- The goal of this course is to explain how to use GP GPU for general computation.
- Výstupy z učení
- After the end of the course students should: describe the architecture, programming model and optimization for GPUs; explain GPU implementation of several broadly used algorithms; create GPUs implementation of given computational tasks; judge the suitability of given computational problem for GPU acceleration.
- Osnova
- Introduction: motivation for GPU programming, GPU architecture, overview of parallelism model, basics of CUDA, first demonstration code
- GPU hardware and parallelism: detailed hardware description, synchronization, calculation on GPU -- rate of instruction processing, arithmetic precision, example of different approaches to matrix multiplication -- naive versus block-based
- Performance of GPUs: memory access optimization, instructions performance, an example of matrix transposition
- CUDA, tools and libraries: detailed description of CUDA API, compilation using nvcc, debugging, profiling, basic libraries, project assignment
- Optimization: general rules for algorithm design for GPU, revision of matrix multiplication, parallel reduction
- Parallelism in general: problem decomposition, dependence analysis, design analysis, parallel patterns
- Metrics of efficiency for GPU: parallel GPU and CPU usage, metrics for performance prediction of GPU code, demonstration using graphics algorithms, principles of performance measurement
- OpenCL: introduction to OpenCL, differences comparing to CUDA, exploiting OpenCL for hardware not accessible from CUDA
- Case studies 1: Calculation of force field of molecule, automatic optimization of memory-bound functions
- Case studies 2: Acceleration of image and video compression
- Case studies 3: LTL model checking acceleration
- Discussion of a project, presentation of best-achieved results, presentation of 3 best solutions by authors, final discussion
- Literatura
- MATTSON, Timothy G, Beverly A. SANDERS a Berna MASSINGILL. Patterns for Parallel Programming. Boston: Addison-Wesley, 2005, xiii, 355. ISBN 0321228111. info
- The data parallel programming model : foundations, HPF realization, and scientific applications. Edited by Guy-René Perrin - Alain Darte. Berlin: Springer, 1996, xv, 284. ISBN 3540617361. info
- GPU gems 3. Edited by Hubert Nguyen. Upper Saddle River, NJ: Addison-Wesley, 2007, l, 942. ISBN 9780321515261. info
- Výukové metody
- Lectures, reading of recommended literature, solving and programming assignments.
- Metody hodnocení
- Scores for assignment solutions: 50% for the project, up to 30% bonus for the performance of the solution. Oral exam after all the lectures: 50%. In order to pass successfully, the score for the oral exam must be at least half of maximum.
- Vyučovací jazyk
- Angličtina
- Informace učitele
- V odůvodněném případě (dostatečné vstupní znalosti, potřeba absolvování předmětu pro realizaci závěrečné práce atp.) lze zapsat předmět i bez splnění předpokladu IB109 (je třeba požádat v IS o výjimku).
- Další komentáře
- Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
- Statistika zápisu (nejnovější)
- Permalink: https://is.muni.cz/predmet/fi/podzim2024/PV197