CUDA 矩阵编写 小试牛刀

本文介绍了一个使用CUDA进行简单矩阵加法运算的例子。通过显式地在GPU上分配内存,并利用CUDA内核函数实现两个一维数组的逐元素相加。该示例展示了如何在GPU上执行基本的并行计算任务。

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简单矩阵CUDA运算

在cuda里面运算,都需要再GPU里面分配空间,OpenCV中可以用GpuMat 

__global__ void Add(int *A,int *B,int *C){
	int i=threadIdx.x;
        //x可以理解成index,
	//二维数组的话,y*width+x 可以理解成线性存储的index
 	C[i]=A[i]+B[i];
}
int main(){
	int N=10;
	int A[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
	int B[10]={3,3,3,3,3,3,3,3,3,3};
	int *cuA,*cuB,*cuC;int C[N];
	cudaMalloc((void**)&cuC,sizeof(int)*N);//分配空间
	cudaMalloc((void**)&cuA,sizeof(int)*N);
	cudaMalloc((void**)&cuB,sizeof(int)*N);
	cudaMemcpy(cuA,A,sizeof(int)*N,cudaMemcpyHostToDevice);
	cudaMemcpy(cuB,B,sizeof(int)*N,cudaMemcpyHostToDevice);
	Add<<<1,N>>>(cuA,cuB,cuC);
	cudaMemcpy(&C,cuC,sizeof(int)*N,cudaMemcpyDeviceToHost);
	cudaFree(cuA);//释放空间
	cudaFree(cuB);
	cudaFree(cuC);
	//2D
	//A[][],B[][],C[][]
	//const dim3 blockDim(8,8);//2的幂
	//const dim3 gridDim((width+blockDim.x-1)/blockDim.x,(height+blockDim.y-1)/blockDim.y);
	//Add<<<gridDim,blockDim>>>(A,B,C);
	
}


一个简易的矩阵运算 就算是完成了,够简单的.....

### 关于CUDA矩阵相乘的示例代码 #### CPU实现 在传统的CPU上执行矩阵相乘的操作相对简单,主要通过三重循环遍历两个输入矩阵并计算其对应位置元素的成绩之和得到结果矩阵。然而,在现代高性能计算环境中,利用GPU加速成为提升效率的关键手段之一。 #### GPU实现概述 为了充分发挥NVIDIA GPU的强大算力,采用CUDA技术编写程序能够显著加快大规模数据处理速度。具体来说,对于矩阵相乘任务而言,可以通过设计合理的线程结构以及有效地管理设备端资源(如共享内存),从而达到优化性能的目的[^1]。 #### 第一步:添加CUDA内存传输 当涉及到主机与设备间的数据交换时,`cudaMemcpy()` 函数扮演着重要角色。它负责将待运算的数据从宿主机复制到显卡上的特定地址空间内;同样地,在完成所有必要的计算之后再把最终成果搬移回来供后续分析使用。这里需要注意的是,针对不同维度大小的对象可能还需要考虑边界条件等问题以确保正确无误地搬运全部所需资料[^3]。 #### 第二步:定义Kernel函数 核心部分在于构建适用于目标硬件架构特点下的核函数(Kernel),即由多个独立工作单元共同协作完成同一项指令集的过程描述符。下面给出了一段简化版的C++风格伪代码表示形式: ```cpp __global__ void matrixMulKernel(float* C, float * A, float * B, int numARows, int numAColumns, int numBRows, int numBColumns){ // 计算当前线程对应的行列索引值 int row = blockIdx.y * blockDim.y + threadIdx.y; int col = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x; if (row < numARows && col < numBColumns) { float value = 0; // 执行实际乘积累加操作 for(int k = 0; k < numAColumns ; ++k ) value += A[row*numAColumns+k]*B[k*numBColumns+col]; C[row*numBColumns+col]=value; } } ``` 这段代码展示了最基础版本的矩阵相乘逻辑,其中涉及到了二维网格布局的选择、局部变量声明及其初始化过程等内容[^4]。 #### 第三步:调用Kernel 最后就是安排好启动参数配置细节并向驱动层发出请求让上述编写的kernel得以运行起来。这通常意味着指定合适的block尺寸及grid规模以便充分利用可用流处理器数量的同时兼顾负载均衡方面的要求: ```cpp dim3 threadsPerBlock(16, 16); dim3 blocksPerGrid((numColsA + threadsPerBlock.x - 1)/threadsPerBlock.x, (numRowsA + threadsPerBlock.y - 1)/threadsPerBlock.y); matrixMulKernel<<<blocksPerGrid, threadsPerBlock>>>(d_C,d_A,d_B,numRowsA,numColsA,numRowsB,numColsB); ``` 此处选择了\(16 \times 16\) 的线程块大小作为默认选项,并据此推导出了整个作业所需的总区块数目。当然,根据实际情况调整这些超参往往可以获得更好的实验效果[^2]。
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