Detail předmětu

Grafické a multimediální procesory

GMU Ak. rok 2020/2021 zimní semestr 5 kreditů

Úvod, základní koncepce. Architektura grafického systému.  CUDA. OpenCL. OpenGL. Optimalizace výpočtu. Práce s pamětí. Unifikovaná paměť. Pipeline a paralelizace. Grafické systémy SGI. Vývoj architektury GPU NVIDIA GF7800 až Ampere. MM systémy MMX, SSE, AVX. GPU pro mobilní systémy. Hrací konzoly. Výpočty se sníženou přesností, energeticky úsporné výpočty. Mapování a komprese textur.

Garant předmětu

Jazyk výuky

český

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

26 hod. přednášky, 8 hod. pc laboratoře, 18 hod. projekty

Bodové hodnocení

60 zkouška, 12 laboratoře, 28 projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

Drábek Vladimír, doc. Ing., CSc. (UPSY FIT VUT)
Kula Michal, Ing. (UPGM FIT VUT)
Milet Tomáš, Ing. (UPGM FIT VUT)

Cvičící

Kula Michal, Ing. (UPGM FIT VUT)
Milet Tomáš, Ing. (UPGM FIT VUT)

Stránky předmětu

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Studenti se seznámí s architekturou grafických systémů, obvodovou podporou a programovou implementací grafických a multimediálních operací a s programováním těchto operací v jazyku OpenCL, OpenGL a prostředím CUDA.

Cíle předmětu

Seznámit studenty s vývojem architektury grafických a multimediálních systémů, s obvodovou podporou a softwarovou implementací grafických a multimediálních operací na moderních grafických systémech. Zpracování a komprese obrázků s využitím jazyků OpenCL a OpenGL, optimalizace zpracování obrazové informace. Nové prostředí CUDA k programování GPGPU. Výpočty se sníženou přesností. MM systémy, mobilní systémy, energeticky úsporné systémy.

Proč je předmět vyučován

Podat hlubší informace o architektuře grafických systémů a jejich programování.

Prerekvizity

Literatura studijní

  • Přednáškové materiály v elektronické formě.

Literatura referenční

  • Aamodt Tor M., Fung Wilson Wai Lun, Rogers Timothy G.: General-Purpose Graphics Processor Architectures, Morgan&Claypool Publishers, 2018
  • NVIDIA Tesla V100 GPU Architecture, August 2017 NVIDIA Corporation
  • NVIDIA Turing GPU Architecture, 2018 NVIDIA Corporation
  • NVIDIA A100 Tensor Core GPU Architecture Ampere, 2020 NVIDIA Corporation
  • ARM Mali GPU: OpenGL ES Application Guide, 2013 ARM, ARM DUI 0555C, ID102813
  • Davies J.: The Bifrost GPU Architecture and the ARM Mali-G71 GPU, Hot Chips 28, Aug 2016

Osnova přednášek

Číslování kapitol ve studijních podkladech je v některých případech odlišné.

  • Úvod - V.D., Architektury GMP, API - T. Milet
  • Úvod k moderním GPU architekturám, knihovna OpenCL - M. Kula
  • Paměťový model, Profilování - M.K.
  • Mapování algoritmů na GPU, Optimalizace - M.K.
  • OpenGL, CUDA, Vulcan - T. Milet
  • Open GL, OpenCL, spolupráce, shadery - T.M.
  • Grafický pipeline - V.D.
  • Grafické multiprocesory - GeForce 7800, 8800 - V.D.
  • GPGPU - Tesla T8 až Titan  GTX 1080, Echelon, Fermi, Tesla, AMD GCN - V.D.
  • Pascal P100, Turing, Ampere. GPU Silicon Graphics - V.D.
  • Energeticky úsporné GPU, Úsporný mobil 363 mikroW. Multimediální procesory MMP - VLIW, MMX, SoC - V.D.
  • Herní počítače PS4, Xbox 360, One. AMD APU. GPU pro mobily - ARM, Mali. Mapy textur a komprese textur. - V.D.
  • Paměťové přenosy, Pokročilé techniky optimalizace, Specifické vlastnosti architektur - M. Kula

Osnova počítačových cvičení

  1. Úvod do OpenCL
  2. Paměťový model OpenCL
  3. Kooperace mezi vlákny v OpenCL
  4. OpenGL a jeho využití pro paralelizaci

Osnova ostatní - projekty, práce

Individuální zadání projektů, 28 bodů.

Průběžná kontrola studia

Absolvování cvičení a vypracování projektů.

Kontrolovaná výuka

Absolvování cvičení a vypracování projektů. Nahrazování podle dohody s vyučujícím.

Podmínky zápočtu

  • Min. 8 bodů z projektu.
  • Min. 10 bodů z cvičení a projektu. 

Rozvrh

DenTypTýdnyMístn.OdDoPSKSkupInfo
Stpoč. labvýuky O204 10:0011:50
Čtpřednáškavýuky G202 11:0012:50 1MIT 2MIT xx
Čtzkouška2021-01-28 E104 14:0015:50 1MIT 2MIT 2. oprava
zkouška2021-01-22 G202 09:0010:50 1MIT 2MIT 1. oprava
zkouška2021-01-08 A112 10:0011:50 1MIT 2MIT řádná

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Nahoru