CUDA Study ---- Hardware Architecture

标签： cuda扩展工作存储产品io

2010-01-04 10:53 692人阅读评论(0) 收藏举报

CUDA硬件架构：

NVIDIA显卡构成：显存颗粒，供应电路，PCI-E接口，NVIO芯片，MIO接口，GPU芯片；

显卡上实现极强的计算能力和极高的存储器以及IO带宽，需要有可靠的电源和有效的散热手段；

显卡的骨架式PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板），NVIDIA在发布显卡的同时会发布PCB设计，以及GPU和显存的建议工作频率，称为公版；

部分厂商会各自开发显卡设计，称为非公版；

PCB层数越多，电路的兼容性和稳定性容易做到一个比较理想的水平，造价也会急剧上升；

PCI-E总线：主机与显卡间的通信通过PCI-E总线进行；

发展路线：PCI和ISA总线：与网卡、声卡等其他扩展卡相同；

AGP规范：（Accelerated Graphics Port）一种接口方式，Intel公司提出；显卡专用扩展接口；规格最高的达到2.1GB/s；

PCI-E总线：采用点对点串行连接，每个设备都有自己的专用连接，不需要像整个总线请求带宽；在一个周期中可以同时进行上下行数据传输；可以达到10.0GB/s常见通道数量为*1,*4,*8,*16;

购置显卡的时候应该注意使得主板的PCI-E插槽与设备匹配，否则较低通道数量的PCI-E卡安装在高通道数量的插槽上只能获得较少的通道速度；

显存：显卡需要实现较高的像素填充率，因此显存必须能够远大于内存的带宽；

发展路线：SGRAM；ＧＤＤＲ　ＳＤＲＡＭ（目前独显采用的主要采用）；ＧＤＤＲ２，ＧＤＤＲ３；ＧＤＤＲ４，ＧＤＤＲ５；

ＤＤＲ与传统ＳＤＲＡＭ区别：ＤＤＲ每个外部时钟周期的上升沿和下降沿都能够传输数据，ＳＤＥＡＭ只能在外部时钟周期的上升沿传输数据；即，ＤＤＲ可以达到ＳＤＲＡＭ带宽的两倍；

ＤＤＲ２：外部ＩＯ时钟的频率是内核时钟的两倍，则在每个时钟周期可以进行四次数据传输；ＧＤＤＲ２，ＧＤＤＲ３采用该技术；

ＧＤＤＲ５的ＩＯ频率在ＧＤＤＲ３的基础上再次翻番；
GPU芯片：GPU的中心处理器；

NVIDIA GT200核心：集成14亿个晶体管；

GTX295：单卡爽GPU产品；

AMD/ATI: RV770,侧重于减小功耗和芯片面积；

GPU多核与CPU多核通信：

CPU多个核心通信可以通过CPU缓存进行数据一致性；

GPU多核之间缓存只读，不存在数据一致性问题，多个GPU之间很难实现高带宽低延迟的通信，通过PCI-E总线和系统内存交换数据，开销非常高昂；

NVIO系列芯片负责输出视频信号；

MIO接口：可以用于与视频采集设备等通信，也可以用来安装SL1（速力）连接桥，使多块显卡并行工作；

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