6. Phương pháp nghiên cứu
2.3.3.4. Mô hình lập trình trên GPU
Các đơn vị lập trình của GPU tuân theo mô hình lập trình SPMD (single program, multiple data): đơn chương trình, đa dữ liệu. Để hiệu quả, GPU xử lý rất nhiều yếu tố (vector hoặc mảnh) song song bằng cách sử dụng nhiều chương trình giống nhau. Mỗi phần tử được độc lập với các phần tử khác, và trong lập trình mô hình cơ sở, các yếu tố không thể giao tiếp với nhau. Tất cả các chương trình GPU phải được tổ chức theo cách: song song nhiều thành phần, mỗi thành phần được xử lý song song bởi một đơn chương trình. Mỗi thành phần có thể hoạt động trên số nguyên 32-bit hay dữ liệu dấu phảy động với một tập các chỉ thị lệnh vừa đủ dùng cho mục đích thông dụng (general purpose). Các thành phần có thể đọc dữ liệu từ một bộ nhớ chia sẻ toàn cầu (hoạt động "thu thập" (gather)thông tin) và, với GPU mới nhất, cũng ghi trở lại vị trí tùy ý trong bộ nhớ chia sẻ toàn cầu (hoạt động "phát tán" (scatter) thông tin). Đây là mô hình lập trình rất phù hợp với các chương trình làm việc với đường thẳng, như nhiều thành phần có thể được xử lý trong các bước nối tiếp có mã chạy chính xác như nhau. Câu lệnh được viết ra theo cách này được gọi là "SIMD", dùng cho đơn chỉ thị lệnh, đa dữ liệu. Khi chương trình đổ bóng trở nên phức tạp hơn, các lập trình viên thích cho phép các phần tử khác nhau có đường đi khác nhau thông qua chương trình giống nhau, dẫn đến mô hình SPMD tổng quát hơn.
Một trong những lợi ích của GPU là phần lớn tài nguyên dành cho việc tính toán. Việc cho phép các con đường thực thi khác nhau cho từng phần tử đòi hỏi đáng kể phần cứng điều khiển. Thay vào đó, GPU ngày nay hỗ trợ luồng điều khiển riêng cho từng luồng, nhưng áp đặt một hình phạt nặng cho những phân nhánh tạp nham. Các nhà cung cấp GPU phần lớn thông qua cách tiếp cận này. Các yếu tố được nhóm lại với nhau thành những khối và các khối được xử lý song song. Nếu các yếu tố phân nhánh ra các hướng khác nhau trong một khối, thì phần cứng tính cả hai bên của nhánh cho tất cả các phần tử trong khối. Kích cỡ của khối được giảm với thế hệ GPU gần đây, ngày này đó là thứ tự của 16 phần tử.
Trong khi viết chương trình trên GPU thì rẽ nhánh được phép nhưng không miễn phí. Người lập trình tổ chức mã nguồn của họ sao cho khối có rẽ nhánh mạch lạc sẽ tận dụng phần cứng tốt nhất. [1]
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN NHÁNH CẬN SONG SONG GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN LẬP LỊCH