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lunedì 15 luglio 2013

CUDA è un'architettura hardware per l'elaborazione parallela creata da NVIDIA.

cuda logoCUDA (acronimo di Compute Unified Device Architecture) è un'architettura hardware per l'elaborazione parallela creata da NVIDIA. Tramite l'ambiente di sviluppo per CUDA, i programmatori di software possono scrivere applicazioni capaci di eseguire calcolo parallelo sulle GPU delle schede video NVIDIA.
I linguaggi di programmazione disponibili nell'ambiente di sviluppo per CUDA, sono estensioni dei linguaggi più diffusi per scrivere programmi. Il principale è 'CUDA-C' (C con estensioni NVIDIA), altri sono estensioni di Python, Fortran, Java e MATLAB.
Programmi che sfruttano l'architettura CUDA possono essere scritti anche utilizzando le librerie software OpenCL e DirectCompute.

CUDA dà accesso agli sviluppatori ad un set di istruzioni native per la computazione parallela di elementi delle GPU CUDA. Usando CUDA, le ultime GPU Nvidia effettivamente diventano architetture aperte come le CPU. Diversamente dalle CPU, le GPU hanno un'architettura parallela con diversi core, ognuno capace di eseguire centinaia di processi simultaneamente - se un'applicazione è adatta per quel tipo di architettura, la GPU può offrire grandi performance e benefici. Questo approccio di risoluzione dei problemi è noto come GPGPU.

Vantaggi.

CUDA ha parecchi vantaggi rispetto alle tradizionali tecniche di computazione sulle GPU che usano le API grafiche.

    Letture temporali - il codice può essere letto attraverso indirizzi arbitrari di memoria.
    Memoria condivisa - CUDA espone una veloce condivisione di memoria (una regione di 16kb di grandezza) che può essere condivisa fra i thread. Questa può essere usata come una cache gestita da utenti, abilitando grandi larghezze di banda che è possibile usare per strutture texture.

    Veloci downloads e riletture verso e dalla GPU.

    Supporto completo per divisioni intere e operazioni bit-a-bit, incluse strutture texture intere.

cuda-logo

Limitazioni.

    CUDA è un sottoinsieme del linguaggio C privo di ricorsione e puntatori a funzione, più alcune semplici estensioni. Comunque, un singolo processo deve essere eseguito attraverso multiple disgiunzioni di spazi di memoria, diversamente da altri ambienti di runtime C.

    Il rendering delle texture non è supportato.

    Per la doppia precisione (supportata nelle nuove GPU come la GTX 260) ci sono diverse deviazioni dallo standard IEEE 754: l'arrotondamento al pari è l'unica approssimazione supportata per: reciproci, divisioni e radici quadrate. In singola precisione, i NANs segnalati e denormalizzati non sono supportati; queste sono specifiche per istruzioni di base, rispetto ad una singola parola di controllo; e la precisione delle cifre decimali di divisioni o radici n-esime è molto minore rispetto alla singola precisione.

    La larghezza di banda e la latenza tra CPU e GPU può essere un collo di bottiglia.
    I thread devo essere eseguiti in multipli di 32 per ottenere migliori prestazioni, con un numero totale di thread nell'ordine di migliaia. I rami dei codici non influiscono nelle prestazioni, a condizione che ciascuno dei 32 thread prenda lo stesso cammino di esecuzione. Il modello di esecuzione SIMD diviene una limitazione significativa per diversi compiti (e.x. l'attraversamento di uno spazio partizionato di strutture dati durante il raytracing).

    Diversamente da OpenCL, GPU dotate di CUDA sono disponibili solo da NVIDIA (GeForce 8 serie superiori, Quadro e Tesla)

nvidia

Lista Gpu supportate

Ecco una lista hardware che supporta ufficialmente CUDA (Notare che molte applicazioni richiedono almeno 256 MB di VRAM dedicata)

Ecco una lista hardware che supporta ufficialmente CUDA (Notare che molte applicazioni richiedono almeno 256 MB di VRAM dedicata)

Nvidia GeForceGeForce 9100 mGPU

GeForce 8800 Ultra

GeForce 8800 GTX

GeForce GT\GTX 6xx

GeForce GTX 580

GeForce GTX 570

GeForce GTX 560 Ti

GeForce GTX 480

GeForce GTX 470

GeForce GTX 465

GeForce GTX 460

GeForce GT 430

GeForce GTX 295

GeForce GTX 285

GeForce GTX 280

GeForce GTX 275

GeForce GTX 260

GeForce GTS 250

GeForce GTS 240

GeForce GT 240

GeForce GT 220

GeForce GT 330M

GeForce 210/G210

GeForce 9800 GX2

GeForce 9800 GTX+

GeForce 9800 GTX

GeForce 9800 GT

GeForce 9600 GSO

GeForce 9600 GT

GeForce 9500 GT

GeForce 9400 GT

GeForce 9400 mGPU

GeForce 9300 mGPU

GeForce 8800 GTS

GeForce 8800 GT

GeForce 8800 GS

GeForce 8600 GTS

GeForce 8600 GT

GeForce 8600 mGT

GeForce 8500 GT

GeForce 8400 GS

GeForce 8300 mGPU

GeForce 8200 mGPU

GeForce 8100 mGPU

Nvidia GeForce Mobile

GeForce GT\GTX 6xx

GeForce GT\GTX 5xx

GeForce GT\GTX 4xx

GeForce GT\GTX 3xx

GeForce GTX 285M

GeForce GTX 280M

GeForce GTX 260M

GeForce GTS 260M

GeForce GTS 250M

GeForce GT 240M

GeForce GT 230M

GeForce GT 220M

GeForce G210M

GeForce GTS 160M

GeForce GTS 150M

GeForce GT 130M

GeForce GT 120M

GeForce G110M

GeForce G105M

GeForce G102M

GeForce G100

GeForce 9800M GTX

GeForce 9800M GTS

GeForce 9800M GT

GeForce 9800M GS

GeForce 9700M GTS

GeForce 9700M GT

GeForce 9650M GT

GeForce 9650M GS

GeForce 9600M GT

GeForce 9600M GS

GeForce 9500M GS

GeForce 9500M G

GeForce 9400M G

GeForce 9300M GS

GeForce 9300M G

GeForce 9200M GS

GeForce 9100M G

GeForce 8800M GTX

GeForce 8800M GTS

GeForce 8700M GT

GeForce 8600M GT

GeForce 8600M GS

GeForce 8400M GT

GeForce 8400M GS

GeForce 8400M G

GeForce 8200M G

Nvidia Quadro

Quadro FX 5800

Quadro FX 5600

Quadro FX 4800

Quadro FX 4700 X2

Quadro FX 4600

Quadro FX 3800

Quadro FX 3700

Quadro FX 1800

Quadro FX 1700

Quadro FX 580

Quadro FX 570

Quadro FX 380

Quadro FX 370

Quadro NVS 450

Quadro NVS 420

Quadro NVS 295

Quadro NVS 290

Quadro Plex 1000 Model IV

Quadro Plex 1000 Model S4

Nvidia Quadro Mobile

Quadro FX 3700M

Quadro FX 3600M

Quadro FX 2700M

Quadro FX 1700M

Quadro FX 1600M

Quadro FX 770M

Quadro FX 570M

Quadro FX 370M

Quadro FX 360M

Quadro NVS 320M

Quadro NVS 160M

Quadro NVS 150M

Quadro NVS 140M

Quadro NVS 135M

Quadro NVS 130M

Nvidia Tesla

Tesla S1070

Tesla C1060

Tesla C870

Tesla D870

Tesla S870

Nvidia ION

ION

nvidia-fermi-gpu-architecture

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