6、Nvdia GPU Femi架构

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GTX480-Compute 2.0 capability:

  • 有15个core或者说SM(Streaming Multiprocessors )。
  • 每个SM,一般有32 cuda处理器。
  • 共480个cuda处理器。
  • 带ECC的global memory
  • 每个SM内的线程按32个单位调度执行,称作warp。每个SM内有2个warp发射单元。
  • 一个cuda核由一个ALU和一个FPU组成,FPU是浮点处理单元。

SIMT和SIMD

SIMT是指单指令、多线程。

  • 硬件决定了多个ALU之间要共享指令。
  • 通过预测来处理多个线程间的Diverage(是指同一个warp中的指令执行路径产生不同)。
  • NV把一个warp中执行的指令当作一个SIMT。SIMT指令指定了一个线程的执行以及分支行为。

SIMD指令可以得到向量的宽度,这点和X86 SSE向量指令比较类似。

SIMD的执行和管线相关

  • 所有的ALU执行相同的指令。
  • 根据指令可以管线分为不同的阶段。当第一条指令完成的时候(4个周期),下条指令开始执行。

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Nvida GPU内存机制:

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  • 每个SM都有L1 cache,通过配置,它可以支持shared memory,也可以支持global memory。
  • 48 KB Shared / 16 KB of L1 cache,16 KB Shared / 48 KB of L1 cache
  • work item之间数据共享通过shared memory
  • 每个SM有32K的register bank
  • L2(768K)支持所有的操作,比如load,store等等
  • Unified path to global for loads and stores 

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和AMD GPU类似,Nv的GPU 内存模型和OpenCL内存模型的对应关系是:

  • shared memory对应local memory
  • 寄存器对应private memory

7、Cell Broadband Engine

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由索尼,东芝,IBM等联合开发,可用于嵌入式平台,也可用于高性能计算(SP3次世代游戏主机就用了cell处理器)。

  • Bladecenter servers提供OpenCL driver支持
  • 如图所示,cell处理器由一个Power Processing Element (PPE) 和多个Synergistic Processing Elements (SPE)组成。
  • Uses the IBM XL C for OpenCL compiler 11
  • Cell Power/VMX CPU 的设备类型是CL_DEVICE_TYPE_CPU,Cell SPU 的设备类型是CL_DEVICE_TYPE_ACCELERATOR。
  • OpenCL Accelerator设备和CPU共享内存总线。
  • 提供一些扩展,比如Device Fission、Migrate Objects来指定一个OpenCL对象驻留在什么位置。
  • 不支持OpenCL p_w_picpath对象,原子操作,sampler对象以及字节内存地址。

8、OpenCL编译系统

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  • LLVM-底层的虚拟机
  • Kernel首先在front-end被编译成LLVM IR
  • LLVM是一个开源的编译器,具有平台独立性,可以支持不同厂商的back_end编译,网址:http://llvm.org

9、Installable Client Driver

  • ICD支持不同厂商的OpenCL实施在系统中共存。
  • 代码紧被链接接到libOpenCL.so
  • 应用程序可在运行时选择不同的OpenCL实施(就是选择不同platform)
  • 现在的GPU驱动还不支持跨厂商的多个GPU设备同时工作。
  • 通过clGetPlatformIDs() 和clGetPlatformInfo() 来检测不同厂商的OpenCL平台。

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原文作者:迈克老狼