CPU/GPU 異構(gòu)計算培訓(xùn)課程
課程名稱:CPU/GPU 異構(gòu)計算系統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化
培訓(xùn)對象
高性能計算系統(tǒng)架構(gòu)師、異構(gòu)計算應(yīng)用開發(fā)人員、數(shù)據(jù)中心優(yōu)化工程師。
培訓(xùn)目標
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理解異構(gòu)計算系統(tǒng)的組成與任務(wù)劃分原則。
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掌握 OpenCL、SYCL、OpenACC 等跨平臺異構(gòu)編程模型。
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能夠設(shè)計 CPU 與 GPU 協(xié)同工作的計算流程并進行負載均衡優(yōu)化。
培訓(xùn)內(nèi)容介紹
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異構(gòu)計算概述:異構(gòu)計算的定義與發(fā)展趨勢;CPU 與 GPU 在異構(gòu)系統(tǒng)中的角色分工;常見的異構(gòu)計算架構(gòu)(CPU+GPU、CPU+FPGA)。
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異構(gòu)編程模型:異構(gòu)編程的標準與選擇;CUDA 與 OpenCL 的異同;SYCL 與 C++ 標準化的融合;OpenACC 指令式編程。
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OpenCL 編程:OpenCL 平臺模型與執(zhí)行模型;OpenCL C 內(nèi)核語言;內(nèi)存對象與緩沖區(qū)的管理;命令隊列與事件。
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SYCL 編程:SYCL 的單源編程優(yōu)勢;SYCL 的隊列與處理器;緩沖區(qū)與訪問器;與 CUDA 的代碼對比。
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OpenACC 編程:OpenACC 指令式編程的優(yōu)勢;計算構(gòu)造與循環(huán)構(gòu)造;數(shù)據(jù)管理(復(fù)制、創(chuàng)建、更新);性能調(diào)優(yōu)指南。
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任務(wù)劃分與負載均衡:異構(gòu)系統(tǒng)中的任務(wù)劃分策略(靜態(tài)劃分、動態(tài)調(diào)度);負載不均衡的原因與解決方案;異構(gòu)任務(wù)調(diào)度器的設(shè)計。
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異構(gòu)內(nèi)存管理:統(tǒng)一內(nèi)存(Unified Memory)與顯式管理的權(quán)衡;內(nèi)存?zhèn)鬏斉c計算的重疊;異構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性維護。
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多 GPU 與混合計算:多 GPU 任務(wù)的劃分;CPU 與 GPU 協(xié)同計算的流水線設(shè)計;CPU 參與非計算密集型任務(wù)的優(yōu)化。
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應(yīng)用案例分析:分子動力學(xué)模擬的異構(gòu)實現(xiàn);計算流體力學(xué)的 CPU/GPU 協(xié)同求解;深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練的異構(gòu)加速。
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性能分析工具:跨平臺性能分析工具的使用;CPU 與 GPU 之間的同步開銷分析;數(shù)據(jù)傳輸熱點的識別。
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功耗與能效優(yōu)化:異構(gòu)系統(tǒng)的功耗管理(DVFS);任務(wù)卸載策略對能效的影響;綠色計算中的異構(gòu)優(yōu)化。
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綜合實戰(zhàn)項目:選取典型應(yīng)用(如 N 體模擬、卷積計算),使用 OpenCL 或 SYCL 實現(xiàn) CPU/GPU 異構(gòu)版本,并進行任務(wù)劃分與性能優(yōu)化。
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多年實際項目實踐,大型復(fù)雜項目實戰(zhàn)案例分享,熱情,樂于技術(shù)分享
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