摘要：近年来,gpu在通用计算方面对传统的CPU应用发起了强有力的冲击,被广泛运用于各种高性能计算中,特别是网络安全领域。为了解决传统硬件加速存在的缺陷问题,首先介绍gpu的基本硬件架构及其并行计算原理,其次说明基于CUDA的gpu编程与通用CPU编程之间算法实现的性能差异,最后详细分析了几种典型的网络安全算法,并设计了相应的gpu并行加速试验进行性能测试。实验结果表明,在算法设计合理的前提下,gpu可以提升应用算法上百倍的计算性能。

摘要：伴随计算机技术日益精进与发展,对大规模并行运算提出越来越高的要求。其中,对于图形处理器技术正朝着吞吐率设计与片上集成众多并行计算部件的处理器方向发展。近些年,采取gpu统一架构以及使用高级别语言编程(如C++编程语言等)开发平台的应用,推高了gpu通用计算并使其进入较为快速的发展。当然,开发更高效率的gpu应用系统,仍将面临很大的挑战。本文从gpu存储器模型至构建三维图形数据体系,到编程优化中数据结构与算法在三维图像处理中的运用,阐述了gpu编程优化中数据结构及算法的运用,为该领域更加深入的研究提供些参考。

摘要：OpenCL和CUDA等gpu并行编程模型在波场数值模拟、偏移成像等领域已经得到广泛应用,但二者都破坏原有的串行代码而重新设计并行算法,会增加并行实现的难度和工作量。本文将一种新的gpu并行编程模型OpenACC应用于逆时偏移计算,通过添加编译指令实现节点间/节点内的进程/线程级的多级并行方案,是一种更便捷、高效的异构并行技术。对多级并行的数据通信进行优化,实现了叠前偏移成像的多级异构并行加速。数值实验结果表明文中多级并行方案可以有效地解决逆时偏移计算量大和存储量大的问题;经过数据通信的优化后,可以显著提高逆时偏移的计算效率。

摘要：针对传统光线投射算法计算量大、速度慢、在没有硬件加速情况下难以实时重建的问题,提出了一种基于gpu编程的快速计算重采样点值的光线投射算法。首先,设计一个gpu程序确定投射光线的终点与方向;其次,采用加速度步长采样方法确定重采样点的位置并利用快速复合插值方法计算重采样点的颜色值;最后,采用不透明度提前截止法进一步加速重建过程。实验结果表明,该方法计算复杂度低、执行效率高。在保证重建图像质量的同时,与现有基于CPU的光线投射算法相比,重建速度提高6倍,与基于gpu的传统光线投射算法相比,速度提高2倍。

摘要：自然用户接口(NUI)通过自然且直观的操作方法实现了人机交互中的控制接口,是人机交互手段研究的一个新兴的方向.本文利用廉价的网络摄像头作为NUI应用的信号输入端,设计了一套基于单摄像头的NUI结构,并通过融合CUDA工具包和DirectX软件开发包(SDK),开发了实时的NUI引擎系统.引擎使用网络摄像头进行视频捕捉后,利用图形处理器(gpu)编程方法实现实时的图形处理,并结合DirectX SDK展示NUI应用.为了检验所提出的实时NUI引擎的性能,本文利用其开发了若干非触摸操作的混合现实游戏和应用,实验结果表明本引擎实现了实时直观的交互式操作.

摘要：贝塞尔细分在图形显示、计算、设计等方面有着重要的理论和实际应用价值。本文运用DirectX 11的镶嵌实现贝塞尔曲面细分,运用Bernstein多项式矩阵表示逼近Bezier曲面,并通过gpu处理大幅提升曲面细分渲染速度。从外壳着色器和域着色器获得了编程灵活性,又兼顾从一种固定功能硬件分块器中获得巨大的性能提升。

摘要：主要介绍了PMU在线应用系统的计算平台技术,说明了大数据量传输和实时计算整体设计方案,介绍了使用的Linux实时内核技术,高可靠的双机热备集群技术,基于RDMA的高带宽、低延迟的通信技术,高性能MPI并行计算技术以及gpu编程技术等内容,提供了平台的实现方法。最后说明了闭环仿真测试对计算周期和整组延时等指标进行测试的情况。试验结果表明,在线计算平台满足PMU分析系统的需要。