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动态任务分配CUDA线程束步进体绘制
  • ISSN号:1003-9775
  • 期刊名称:《计算机辅助设计与图形学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP391.41[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]南通大学电子信息学院,南通226019, [2]南通大学计算机科学与技术学院,南通226019, [3]南通大学附属医院心血管内科,南通226001
  • 相关基金:国家自然科学基金(61170171); 南通市科技计划项目(BK2014067,BK2014064)
中文摘要:

针对标准CUDA光线投射体绘制过程中因线程束内线程计算量不均产生线程束分化,导致计算资源利用率低的问题,提出CUDA线程束步进的算法.首先分析标准CUDA实现导致线程束分化的原因,提出将光线积分映射至线程束上,线程束内所有线程同步分段积分直至光线终止,以避免线程束分化;然后结合光线积分的数学原理和GPU的硬件特性提出线程束内光线积分的算法;最后针对静态线程束任务分配方式导致负载失衡的缺点,提出动态线程束任务分配的实现算法.实验结果表明,动态任务分配线程束步进算法的性能较标准CUDA实现可获得1.9~7.9倍的加速效果.

英文摘要:

A CUDA warp marching method for ray casting volume rendering is proposed to address the problem of low computational resource utilization resulted from warp divergence due to irregular workload for each thread in a warp. We firstly analyzed the reasons for warp divergence in standard CUDA implementation. Warp divergences are eliminated by integrating each single ray with all the threads in a warp, which executes instructions in lock-step. The algorithm of integrating one single ray within one warp is introduced after detailing the mathematical principles and GPU hardware specifications. Dynamic work scheduling strategy is also incorporated into warp marching to further improve the overall performance by better balancing the workloads of streaming multi-processors. Experimental results indicate that our dynamic warp marching method can achieve 1.9-7.9 times speedup as compared with standard CUDA implementation.

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期刊信息
  • 《计算机辅助设计与图形学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国计算机学会
  • 主编:鲍虎军
  • 地址:北京2704信箱
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jcad@ict.ac.cn
  • 电话:010-62562491
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-9775
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2925/TP
  • 邮发代号:82-456
  • 获奖情况:
  • 第三届国家期刊奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24752