图形处理器

摘要： 使用图形处理器(GPU)代替传统中央处理器(CPU)作为数值求解硬件,建立基于LABVIEW-MATLAB-GPU的实时子结构试验架构。以土-结相互作用系统为载体,通过数值仿真与试验对该架构的性能进行验证。试验与仿真结果表明,本文方法将实时子结构试验中数值子结构求解自由度提高到27000,提升了数值模型求解规模,拓展了实时子结构试验应用范围。

摘要： 随着遥感卫星更高时空分辨率的大气探测需求,大气遥感高光谱数据量骤增,传统高光谱数据的处理效率较低,无法满足高性能处理高光谱数据的需求.首先介绍了国内外研究者利用图形处理器(GPU)加速处理遥感高光谱数据的应用实例,然后对基于CPU-GPU异构模式的大气遥感高光谱数据傅里叶分析的并行化计算进行了研究,并进行算法实现,最后同传统基于CPU计算做了实验比较.实验结果表明,使用基于CPU-GPU异构模式的方法处理高光谱数据时,在保证数据准确性的同时速度提升80多倍,验证了将GPU加速用于处理大气遥感高光谱数据的有效性,可以更好地满足气象卫星更高时空分辨率的大气探测需求.

摘要： 随着机载显示系统复杂度的提升,越来越多地采用图形处理器来生成显示画面,但由于图形处理器的高复杂性,也给适航审定带来挑战。首先,分析了图形处理器在机载显示领域的使用场景以及带来的风险,研究了当前适航需求;然后,从使用FPGA和使用COTS器件两条技术路线给出了图形处理器适航应用中关注问题的解决方法,并对两个技术路线进行总结。研究成果有助于解决图形处理器在民机显示领域应用的适航难题,为现有显示设备制造商图形处理硬件设计方法提供参考。

摘要： 针对基于普通PC架构的图像处理速度较慢,难以满足图像数目多、分辨率大、达不到实时性要求的问题,提出基于图形处理器(GPU)的快速图像处理方案。基于SURF算法对图像进行特征提取和特征分类,并实现GPU并行加速的图像处理。实验表明:与基于普通PC架构的图像处理方法相比,GPU的图像处理的速度提高了约5倍,性能得到显著提高。

摘要： 随着电网规模的扩大以及电力系统互联水平的提高,电网分析计算的计算量显著上升。图形处理器(GPU)等并行计算设备能够提高大电网分析的计算效率,但电网分析计算中的串行电网拓扑分析已经成为影响并行算法计算效率的重要因素,亟待得到加速。作为电网拓扑分析加速问题的难点,全网拓扑分析可采用并行算法进行加速。为此,提出了一种基于GPU加速的电网全网拓扑分析算法:将电力系统网架模型抽象为利于并行解耦调用的压缩数组形式;以前驱数组法为基本思想,设计了优化并行的厂站拓扑分析方法,以从电网特性中挖掘厂站间及节点间的并行性;以此为核心,提出了基于GPU加速的电网全网拓扑分析算法。算例的测试结果表明,相比传统串行算法、多核中央处理器并行算法,所提基于GPU加速的电网全网拓扑分析算法运用于规模较大的电网时能分别取得7.242倍、2.148倍的加速比,显著加快了大电网全网拓扑分析的速度,进而提高了各类电网分析计算的整体效率,具有潜在的工程应用价值。

摘要： 针对转变边缘传感器读取系统的信号处理需求,在现场可编程逻辑门阵列信号处理模式的基础上,基于图形处理器、通用并行计算架构等平台进行信号仿真处理技术研究;将联合现场可编程逻辑门阵列与图形处理器的信号处理模式应用于TES的信号读取和处理中,简化了算法的复杂度,提高了信号处理系统的灵活性,并利用模拟信号,验证了将该处理模式应用于中国西藏阿里原初引力波探测实验的可行性.

摘要： 目前,通用机场数量飞速增长,远程塔台发展迅猛,多路视频实时拼接技术不断改进。视频拼接算法大部分是改进特征点提取算法、特征点匹配算法和图像融合算法,改进特征点提取算法使得提取特征点更准确,改进图像融合算法使得全景图上各路图像色彩一致并且消除拼接缝,最后使用图形处理器实现加速。基于图像拼接整体计算流程,从数学角度计算原始图像到全景图像像素坐标变换矩阵和像素值变换矩阵。视频拼接时,基于像素坐标变换矩阵和像素值变换矩阵,使用核函数计算原始图像的像素点经过矩阵变换后的坐标和像素值,设置核函数被调用时的线程配置,充分利用图形处理器的并行计算能力,实现图像拼接加速。实验结果表明,拼接8张1080*1920的图像耗时约22 ms。视频拼接的核心技术包括拉流、解码、拼接、编码传输,文章结尾对其中的拉流和解码技术给出了建议。

摘要： 60多年来,人工智能技术经历三次发展浪潮,当前正处于第三次发展浪潮之中。2011年至今,大数据、云计算、互联网和物联网等信息技术的发展,泛在感知数据和图形处理器等计算平台推动以深度神经网络为代表的人工智能技术飞速发展,人工智能场景多元化。

摘要： 为实现国产自主可控,基于国产CPU和麒麟操作系统,采用Qt元语言(qt meta language,QML)和图形处理器(graphics processing unit,GPU)编程的模式设计一种跨平台的实时显示软件。详细阐述基于QML的软件架构设计,并对软件设计中的QML、C++及GPU的通信模式、QML下CPU+GPU编程实时显示性能优化方法以及QML显示控件设计等关键技术进行说明,验证其应用。结果证明:该模型具有可靠、稳定、高效和跨平台等特点,满足实时显示应用要求。

摘要： 为实现在海量网格事件库中快速、准确地检索事件,本文提出一种基于关键词生成的网格事件相似度并行计算方法.该方法通过双向LSTM网络的编码器和单向LSTM网络的解码器构建指针生成网络生成事件关键词,使用记忆网络作为指针生成网络的序列信息存储单元,并将注意力机制用在输入序列上以将更重要的信息输入至解码器,同时引入覆盖机制来解决生成重复文本问题.在生成事件关键词后,基于结构相似度和情境相似度计算事件总体相似度,并利用GPU对LSTM网络和相似度计算进行加速.实验结果表明:相比基于机器学习的计算方法,该方法在事件相似度计算性能上更好,最高获得了4.04倍的加速比.

摘要： 随着多核处理技术的发展,越来越多的多核数字信号处理器(DSP)和图形处理器(GPU)应用于声纳平台,大幅提升了声纳系统的信号处理效率,为其整体性能的提高提供了有力支撑.综述了近年来多核DSP和GPU等多核处理器在声纳信号处理中的一些重要应用以及所取得的成果,并就未来的发展趋势给出了预测.

摘要： 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)技术具有全天时、全天候的高分辨对地观测能力,在军事和民用方面具有广泛的应用.由于雷达信号数据量庞大、计算处理复杂,用传统的基于CPU的SAR成像处理耗时较长,效率较低.近年来,随着图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)的高速发展,其强大的浮点型运算和并行计算能力,为SAR数据高效处理提供了重要手段.本文针对机载平台,研究了一种基于GPU的机载SAR数据高效处理方法,并通过仿真和实测数据验证了该方法的有效性.

摘要： 空间叠加分析是地理信息领域中一类计算密集型的任务,当空间数据规模不断膨胀时,分析的效率将急剧下降.随着图形处理器在通用计算领域的兴起,利用GPGPU技术加速GIS空间操作已经成为一个新的研究热点.为适应GPU并行架构的特点,利用改进的面要素结构PLA,在设备端分别实现基于并行栅格索引技术的高精度并行空间过滤,并将候选集合以细粒度的方式映射到GPU线程阵列上实现并行要素精炼处理,充分发挥了GPU的众核优势,提高了空间叠加的分析效率.实验表明,在处理密集数据的面面叠加分析上,算法的性能较CPU的实现能够提高一个数量级,可有效应用于实时性要求较高的场景中.

摘要： 随着图形处理器GPU广泛用于高性能计算,基于GPU的GNSS软件接收机正逐渐受到关注.传统的软件接收机均是由CPU处理器实现,然而简单的将基于CPU的算法移植并不能充分发挥GPU最高性能,而且现有研究缺乏对各种捕获算法在GPU中执行的深入分析,默认在CPU中执行效率越高、运算量越小的算法在GPU中也最好.为此本文使用基于CUDA的GPU高性能计算平台,从算法适用领域、并行执行效率、加速比等多个角度上对并行码相位捕获算法和并行频率捕获算法进行策略分析.结果反而得出,默认捕获效率不高的并行频率捕获算法在GPU高性能平台上具有更高的计算占用率,更适合GPU进行计算加速.从而显著提升接收机数据更新率,使其在高动态信号领域将展现出更广泛的实际用途.

摘要： 本文基于物理定律的动力波方法,提出了高效高分辨率城市雨洪过程数值模型.该模型采用Godunov格式的有限体积法数值求解二维浅水方程,输入可表征真实城市地表的高分辨率地形数据以精确模拟城市降雨径流及内涝积水过程.同时引入图形处理器(GPU)加速计算技术,在不降低精度的条件下大幅提升计算速度.将模型用于模拟陕西省西咸新区内涝积水过程,发现计算结果与实测数据吻合度高,5处积水面均得到较为精确的计算结果,证明该模型可快速准确模拟较大范围高分辨率城市雨洪过程,且能提供分析涝灾成因及计算污染物输移的流速,克服了常规水文模型的缺陷.

摘要： 旅行商问题(Traveling Salesman Problem,TSP)是组合优化领域著名的NP问题,具有较为广泛的工程应用和现实生活背景.遗传算法是一种基于自然选择和基因遗传学原理的随机搜索算法,是一种寻求全局最优解而不需要任何初始化信息的高效优化方法.该算法具有全局寻优能力、适应性强、解决非线性问题具有较强的鲁棒性、对问题没有特定限制、计算过程简单、对搜索空间没有特殊要求、易于与其他算法结合等特点,在求解NP完全问题方面是一种较为有效的全局方法.然而遗传算法是一种概率搜索算法,其性能受种群规模、杂交和变异概率等控制参数的影响,而且有时会有收敛到局部最优解的现象.由于算法需要较大的种群规模,种群进化则需要不断的进行适应度函数计算,计算量相当大,因此,本文使用Compute Unified Device Architecture(CUDA)技术在Graphics Processing Unit(GPU)上并行实现遗传算法的所有操作并用于求解TSP旅行商问题.实验证明,该方法相对于串行遗传算法具有更强全局寻优能力以及耗费更少的操作时间.

摘要： 旅行商问题(Traveling Salesman Problem,TSP)是组合优化领域著名的NP问题,具有较为广泛的工程应用和现实生活背景.遗传算法是一种基于自然选择和基因遗传学原理的随机搜索算法,是一种寻求全局最优解而不需要任何初始化信息的高效优化方法.该算法具有全局寻优能力、适应性强、解决非线性问题具有较强的鲁棒性、对问题没有特定限制、计算过程简单、对搜索空间没有特殊要求、易于与其他算法结合等特点,在求解NP完全问题方面是一种较为有效的全局方法.然而遗传算法是一种概率搜索算法,其性能受种群规模、杂交和变异概率等控制参数的影响,而且有时会有收敛到局部最优解的现象.由于算法需要较大的种群规模,种群进化则需要不断的进行适应度函数计算,计算量相当大,因此,本文使用Compute Unified Device Architecture(CUDA)技术在Graphics Processing Unit(GPU)上并行实现遗传算法的所有操作并用于求解TSP旅行商问题.实验证明,该方法相对于串行遗传算法具有更强全局寻优能力以及耗费更少的操作时间.

摘要： 旅行商问题(Traveling Salesman Problem,TSP)是组合优化领域著名的NP问题,具有较为广泛的工程应用和现实生活背景.遗传算法是一种基于自然选择和基因遗传学原理的随机搜索算法,是一种寻求全局最优解而不需要任何初始化信息的高效优化方法.该算法具有全局寻优能力、适应性强、解决非线性问题具有较强的鲁棒性、对问题没有特定限制、计算过程简单、对搜索空间没有特殊要求、易于与其他算法结合等特点,在求解NP完全问题方面是一种较为有效的全局方法.然而遗传算法是一种概率搜索算法,其性能受种群规模、杂交和变异概率等控制参数的影响,而且有时会有收敛到局部最优解的现象.由于算法需要较大的种群规模,种群进化则需要不断的进行适应度函数计算,计算量相当大,因此,本文使用Compute Unified Device Architecture(CUDA)技术在Graphics Processing Unit(GPU)上并行实现遗传算法的所有操作并用于求解TSP旅行商问题.实验证明,该方法相对于串行遗传算法具有更强全局寻优能力以及耗费更少的操作时间.

摘要： 协同过滤(CF)已经在推荐系统得到了广泛地应用.但是随着用户和项目规模的增大,协同过滤算法运行效率以及结果正确性会大大降低,针对这一问题,本文提出一种基于GPU的非负矩阵分解(NMF)的并行协同过滤方法,充分利用NMF数据降维和特征提取的优势以及CUDA的多核并行计算模式,进行维数简化和用户的相似性计算,算法在提高精确性的同时也减少了计算耗费,可以较好地解决协同过滤推荐系统所存在的稀疏性、扩展性等问题,快速产生精确的个性化推荐结果.利用NVIDIA CUDA设备和真实的MovieLens用户评分数据集,将本文所设计的并行NMF协同过滤算法与传统的基于用户的和基于物品的协同过滤算法进行了比较,实验结果表明,所设计的并行NMF协同过滤算法达到了较快的处理速度以及较高的推荐准确率.

摘要： 协同过滤(CF)已经在推荐系统得到了广泛地应用.但是随着用户和项目规模的增大,协同过滤算法运行效率以及结果正确性会大大降低,针对这一问题,本文提出一种基于GPU的非负矩阵分解(NMF)的并行协同过滤方法,充分利用NMF数据降维和特征提取的优势以及CUDA的多核并行计算模式,进行维数简化和用户的相似性计算,算法在提高精确性的同时也减少了计算耗费,可以较好地解决协同过滤推荐系统所存在的稀疏性、扩展性等问题,快速产生精确的个性化推荐结果.利用NVIDIA CUDA设备和真实的MovieLens用户评分数据集,将本文所设计的并行NMF协同过滤算法与传统的基于用户的和基于物品的协同过滤算法进行了比较,实验结果表明,所设计的并行NMF协同过滤算法达到了较快的处理速度以及较高的推荐准确率.

摘要： 提供一种多图形处理器系统，在图形芯片的开发上寻求灵活性。第1GPU(100)有用于外部输出的数字视频输出端子(134(Vout端子))，从Vout端子输出的数字视频信号通过HDMI(120)被供给到显示装置。第1GPU(100)和第2GPU(200)通过用于以双向方式交换数据的数据总线(140)而相互连接着。第2GPU(200)通过数据输入输出接口(220)对从第1GPU(100)供给的数据实施规定的描绘处理，并将描绘处理后的数据通过数据输入输出接口(220)返回到第1GPU(100)。第1GPU(100)根据需要来处理从第2GPU(200)返回的数据，并从Vout端子经由HDMI(120)将数字视频信号向外部输出。

摘要： 本发明公开了一种图形处理器固件升级的方法和图形处理器，可应用于数据通信技术领域。所述方法包括：通过系统管理总线接收来自处理器的升级请求命令；通过所述系统管理总线接收待升级的固件；基于所述待升级的固件升级图形处理器的固件。通过SMBus对GPU的固件进行升级，从而在由于GPU板卡异常或故障导致PCIe总线异常或故障，而无法通过PCIe总线通信时，实现在线修复GPU板卡的异常。

摘要： 本发明公开一种图形处理器操作模式的控制方法及图形处理器，该控制方法应用于一计算机系统的一图形处理器，且图形处理器具有多个串流处理器，包括下列步骤：根据计算机系统的一运行状况，决定图形处理器操作于一正常模式或一节能模式；当图形处理器操作于正常模式时，计算机系统开启图形处理器的全部串流处理器；以及，当图形处理器操作于节能模式时，计算机系统开启图形处理器的部分串流处理器。由以上可知，借由使用者手动的设定或是计算机系统自动的检测，本发明的图形处理器可开启全部的串流处理器使其操作于正常模式，或是关闭部分的串流处理器使其操作于节能模式，而达成本发明的图形处理器具有动态节能功能。

摘要： 提供了一种图形处理器和图形处理器中执行后处理的方法。GPU包括一个或多个后处理控制器和3D图形管线，其中，所述3D图形管线包括在像素着色器级之后的后处理着色器级。所述一个或多个后处理控制器可使包括所述后处理着色器级的一个或多个后处理级的执行同步。所述3D图形管线可包括一个或多个像素着色器、一个或多个图块缓冲器以及直接通信链路，其中，所述直接通信链路在所述后处理着色器级与所述一个或多个图块缓冲器之间。所述一个或多个后处理控制器可使所述一个或多个后处理着色器与所述一个或多个图块缓冲器之间的通信同步。

摘要： 提供一种多图形处理器系统，在图形芯片的开发上寻求灵活性。第1GPU(100)有用于外部输出的数字视频输出端子(134(Vout端子))，从Vout端子输出的数字视频信号通过HDMI(120)被供给到显示装置。第1GPU(100)和第2GPU(200)通过用于以双向方式交换数据的数据总线(140)而相互连接着。第2GPU(200)通过数据输入输出接口(220)对从第1GPU(100)供给的数据实施规定的描绘处理，并将描绘处理后的数据通过数据输入输出接口(220)返回到第1GPU(100)。第1GPU(100)根据需要来处理从第2GPU(200)返回的数据，并从Vout端子经由HDMI(120)将数字视频信号向外部输出。

摘要： 本发明公开了一种图形处理器固件升级的方法和图形处理器，可应用于数据通信技术领域。所述方法包括：通过系统管理总线接收来自处理器的升级请求命令；通过所述系统管理总线接收待升级的固件；基于所述待升级的固件升级图形处理器的固件。通过SMBus对GPU的固件进行升级，从而在由于GPU板卡异常或故障导致PCIe总线异常或故障，而无法通过PCIe总线通信时，实现在线修复GPU板卡的异常。

摘要： 本公开提供一种用于图形处理器的工作组的分配方法以及图形处理器，该方法包括：实时请求将当前工作组分配到多个计算单元之一；根据多个计算单元中每个的实时负载状态以及当前工作组的大小，在多个计算单元中选择用于当前工作组运行的目标计算单元；将当前工作组分成多个线程粒度发送到所述目标计算单元。本公开基于各个并行计算单元的实时负载情况将工作组分配给计算单元，达到各个计算单元负载均衡的目的，提高计算单元的利用效率，从而提升并行计算的性能。

摘要： 本发明公开了一种图形处理器拓扑切换设备和图形处理器板卡，设备包括：连接第一中央处理器与图形处理器的第一PCIE切换器的第一端口的第一纵向PCIE线缆、连接第二中央处理器与图形处理器的第二PCIE切换器的第一端口的第二纵向PCIE线缆、连接第一PCIE切换器的第二端口和第二PCIE切换器的第二端口的横向PCIE光纤线缆，以及基板管理控制器；基板管理控制器通过内部集成电路总线连接到第一纵向PCIE线缆、第二纵向PCIE线缆、和横向PCIE光纤线缆，配置为获取并基于第一纵向PCIE线缆、第二纵向PCIE线缆、和横向PCIE光纤线缆的配置标识而配置第一PCIE切换器和第二PCIE切换器的固件，以形成图形处理器拓扑。本发明能够提升各拓扑下的节点性能并拓宽应用场景。

摘要： 本发明公开了一种图形处理器板卡和图形处理器管理方法，所述图形处理器板卡包括主控芯片、图形处理器、VR芯片、监控芯片和时钟芯片；所述主控芯片对外通过管理接口和时序控制接口连接服务器主机，对内连接图形处理器、VR芯片、监控芯片和时钟芯片；所述主控芯片根据管理接口接收的管理信号切换对内的信号连接通路，实现外部对图形处理器的管理；所述图形处理器板卡通过USB接口进行debug。所述方法包括服务器主机向图形处理器板卡发送管理接口信号，所述管理接口信号包含预先定义的功能指令；图形处理器板卡的主控芯片根据功能指令切换板卡内的信号连接通路，实现对图形处理器的管理。本发明通过一个主控芯片和简单的接口信号，实现板卡管理功能。

摘要： 提供了一种图形处理器、渲染系统以及操作图形处理器的方法。所述图形处理器可以包括内部命令生成器和图形计算设备。所述内部命令生成器可以被配置为接收定时信息并且基于所述定时信息生成用于定期地执行变形的变形命令。所述图形计算设备可以被配置为响应于所述变形命令，通过使用从外部源提供的感测信息以及已被渲染过的帧数据，定期地执行所述变形，而无需由主机进行上下文切换。