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GPU 1- Historia
2- Problemas de computación de gráficos
3- Arquitectura de las tarjetas gráficas
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Antes de las pantallas
Display biquinario IBM 650 (1953)
Impresora de línea IBM 1132 (1965)
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Monitores vectoriales
Se indican las rectas y los
puntos que se tienen que
dibujar.
IBM SAGE (1958)
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Monitores monocromáticos
Texto en memoria
IBM MDA (1981)
IBM 5151
Controlador de gráficos
Display
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Monitores a color
Cada pixel puede tener color
asociado en distintos tamaños:
• 1 bit: Monocromático
• 2 bits: Escala de 4 grises
• 8, 16, 32 bits: Colores
Como en la codificación de caracteres, se
pueden usar distintas paletas de colores
NeXT MegaPixel Display (1990)
Atari 400 y 800 (1979)
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Dibujado de una línea
Algoritmo de Bresenham Algoritmo de Xiaolin Wu
Línea con bordes < Línea suave
Cálculo con enteros > Cálculo con reales
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Sampling y supersampling
Mejor suavizado Más samples Más memoria
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Multiplicación de matrices
for i in filas:
for j in columnas:
Cij=0
for k in filas:
Cij+=Aik*Bki
n^3 instrucciones
por operación
Instrucción básica para
rotar gráficos 3D y 2D
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Arquitectura de las tarjetas gráficas
Memoria gráfica
amplia y rápida
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SIMD (Single Instruction Multiple Data)
Vectorización: los parámetros
de las instrucciones son
bloques de memoria
Core
clusters
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SIMT (Single Instruction Multiple Threads)
Para no acceder a los mismos datos se tienen que
hacer copias locales de la memoria para cada hilo
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Paralelización en las GPUs actuales
GPU NVIDIA GeForce GTX 580 (2010)
16 Streaming Multiprocessors, 2x16 cores/SM, 48 warps/SM
512 operaciones/ciclo
24576 hilos
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Problemas de paralelización
Problema: distintos hilos pueden estar
accediendo a un mismo bloque de memoria
Solución: memoria compartida con
distintos permisos de acceso
• Local: solo para un hilo
• Compartido: para hilos dentro de
un mismo bloque
• Global: acceso para distintos
bloques