基于GPGPU-Sim模拟的GPU功耗研究

发布时间：2017-04-25 00:19

  本文关键词：基于GPGPU-Sim模拟的GPU功耗研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现代GPU支持成千上万的并行线程,具有可观的高吞吐计算能力,在面积利用率、平均功耗、编程灵活性和成本控制方面均有显著优势。然而随着工作频率不断提升,以及芯片上集成的核心数越来越多,通用计算GPU正面临着严峻的能耗问题。GPU的众核结构决定了它的低功耗设计关键而又复杂,因为要在多个层级上同时进行研究。利用软件工具模拟GPU的功耗特性是不错的切入点。本文首先对CUDA编程模型与GPGPU的映射关系作了综述性的介绍,作为本文软件模拟的语言基础。随后详细介绍了两款GPU体系结构模拟器——性能模拟器GPGPU-Sim和功耗模拟器GPUWattch,作为本文的主要模拟工具。之后分析了GPU的功耗来源,并以此为参考搭建了软件模拟平台,进行GPU功耗的软件模拟和数据分析。本文所述的功耗模型是以GPGPU-Sim原有的功能模块为主体,在GPUWattch的基础上扩展实现的。
【关键词】：通用计算GPU GPGPU-Sim 能耗 GPUWattch 模拟
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP332
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-10
• 1 绪论10-13
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 GPGPU功耗问题研究现状11-12
• 1.3 本文的主要工作12
• 1.4 本文的组织结构12-13
• 2 编程模型与模拟器研究分析13-41
• 2.1 CUDA编程模型与GPU结构映射13-22
• 2.1.1 软件体系14-16
• 2.1.2 存储器层次16-18
• 2.1.3 线程执行模型18-19
• 2.1.4 典型的通用GPU架构19-22
• 2.2 GPGPU模拟器研究与分析22-40
• 2.2.1 体系结构模拟技术概述22-23
• 2.2.2 GPGPU-Sim模拟器23-33
• 2.2.3 GPUWattch模拟器33-40
• 2.3 小结40-41
• 3 功耗分析方法与模型实现41-53
• 3.1 GPU处理器功耗41-46
• 3.1.1 功耗来源分析41-44
• 3.1.2 模拟验证环境44-46
• 3.2 功能组件的GPUWattch模型46-52
• 3.2.1 Shader Core流水线模拟46-47
• 3.2.2 配置参数与接口47-49
• 3.2.3 模拟输出数据解释49-50
• 3.2.4 实验平台配置与测试程序50-52
• 3.3 小结52-53
• 4 功耗模拟实验及分析53-60
• 4.1 各组件功耗的百分比53-54
• 4.2 流处理器与存储控制器的数量配比问题54-55
• 4.3 不同SM数目下的部件功耗55-56
• 4.4 工作频率与程序功耗的关系56-59
• 4.5 小结59-60
• 5 总结与展望60-62
• 5.1 工作总结60-61
• 5.2 工作展望61-62
• 参考文献62-68
• 致谢68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马伯宁;王晨昊;汤晓安;匡纲要;;基于GPU的二维离散小波变换快速计算[J];国防科技大学学报;2011年03期

2 ZW;;3D游戏利器 主流嵌入式处理器GPU逐个看[J];电脑迷;2011年19期

3 王志国;王贵锦;施陈博;苗权;林行刚;;积分图像的快速GPU计算[J];计算机应用研究;2011年10期

4 卢永菁;王东;;基于GPU的高速网络入侵检测系统设计[J];计算机工程与应用;2011年33期

5 储t熆

本文编号：325271