Matlab 應用GPU加速
阿新 • • 發佈：2018-12-31
由於GPU近幾年地迅速發展，GPU在多執行緒計算等方面逐漸超越CPU成為計算的主力軍。而Matlab是常用的數學應用軟體，現在講解一下如何在Matlab中使用GPU加速計算
0. 必要條件
要想在Matlab中使用GPU加速有兩個必須的條件
- 計算機上安裝了NVIDIA顯示卡，目前AMD與Intel顯示是暫不支援的；
- 安裝NVIDIA顯示卡驅動。
1.給GPU傳輸資料
1.1 CPU的資料複製到GPU
在使用GPU計算的時候，只需要將CPU的資料複製到GPU中即可。
G = gpuArray(M);上邊是對資料的名稱做了修改，也可以直接進行重新賦值。
M 1.2 直接在GPU上設定資料：
A = zeros(10, 'gpuArray');可以對0矩陣以及1矩陣直接進行復制，但是在程式後邊需要標註使用gpuArray。
r = gpuArray.rand(1, 100) % 一行，一百列隨機矩陣的產生。
2.資料在GPU上運算
在GPU可以正常執行基本的運算，與正常矩陣計算方法相同
A=abs(A);具體的可以執行的運算可以使用命令
methods(gpuArray)進行檢視，Matlab可以在GPU執行的具體運算可以檢視附錄，附錄中是Matlab給出的結果。
3.GPU資料回傳
B = gather 直接使用上邊的命令就能夠將GPU中的資料回傳給CPU。
4.使用技巧
4.1 如果沒有Nvidia顯示卡或者顯示卡驅動
如果沒有Nvidia顯示卡或者顯示卡驅動，會顯示下邊的提示。
4.２ 雙精度儘量轉換為單精度
在條件允許的情況下，儘量將計算過程中雙精度轉換為單精度。因為在GPU中單精度的計算速度明顯優於雙精度，在時間上會有很大的縮減。
附：單精度與上精度區別
| 資料型別 | 大小(位元組) | 取值範圍 | 保留有效位數 |
|---|---|---|---|
| 單精度 | 4個位元組（32位） | 3.4E-38～3.4E+38 | 7位 |
| 雙精度 | 8個位元組（64位） | 1.7E-308～1.7E+308 | 16位 |
附錄
>> methods(gpuArray)
Methods for class gpuArray:
abs eq ipermute quiver3
accumarray erf iradon rad2deg
acos erfc isaUnderlying radon
acosd erfcinv isbanded rdivide
acosh erfcx isdiag real
acot erfinv isempty reallog
acotd errorbar isequal realpow
acoth existsOnGPU isequaln realsqrt
acsc exp isequalwithequalnans reducepatch
acscd expint isfinite reducevolume
acsch expm isfloat regionprops
all expm1 ishermitian rem
and eye isinf repelem
angle ezcontour isinteger repmat
any ezcontourf islogical reshape
applylut ezgraph3 ismember rgb2gray
area ezmesh ismembertol rgb2hsv
arrayfun ezmeshc isnan rgb2ycbcr
asec ezplot isnumeric ribbon
asecd ezplot3 isocaps roots
asech ezpolar isocolors rose
asin ezsurf isonormals rot90
asind ezsurfc isosurface round
asinh factorial isreal scatter
assert false issorted scatter3
atan feather issparse sec
atan2 fft issymmetric secd
atan2d fft2 istril sech
atand fftfilt istriu semilogx
atanh fftn kmeans semilogy
bandwidth fill knnsearch setdiff
bar fill3 ldivide setxor
bar3 filter le shiftdim
bar3h filter2 legendre shrinkfaces
barh find length sign
besselj fix line sin
bessely flip linspace sind
beta flipdim log single
betainc fliplr log10 sinh
betaincinv flipud log1p size
betaln floor log2 slice
bicg fplot logical smooth3
bicgstab fprintf loglog sort
bicgstabl full logspace sortrows
bitand gamma lsqr sparse
bitcmp gammainc lt spfun
bitget gammaincinv lu spones
bitor gammaln mat2gray sprand
bitset gather mat2str sprandn
bitshift ge max sprandsym
bitxor gmres mean sprintf
bsxfun gop medfilt2 spy
bwdist gpuArray mesh sqrt
bwlabel gradient meshc stairs
bwlookup gt meshgrid std2
bwmorph head meshz stdfilt
cast hist min stem
cat histc minres stem3
cconv histcounts minus stream2
cdf2rdf histeq mldivide stream3
ceil histogram mod streamline
cgs horzcat mode streamparticles
chol hsv2rgb movmean streamribbon
circshift hypot movstd streamslice
clabel idivide movsum streamtube
classUnderlying ifft movvar stretchlim
comet ifft2 mpower sub2ind
comet3 ifftn mrdivide subsasgn
compass im2double mtimes subsindex
complex im2int16 nan subspace
cond im2single ndgrid subsref
coneplot im2uint16 ndims subvolume
conj im2uint8 ne sum
contour imabsdiff nextpow2 superiorfloat
contour3 imadjust nnz surf
contourc imag nonzeros surfc
contourf image norm surfl
contourslice imagesc normest svd
conv imbothat normxcorr2 svds
conv2 imclose not swapbytes
convn imcomplement nthroot symmlq
corr2 imdilate null tail
corrcoef imerode num2str tan
cos imfill numel tand
cosd imfilter nzmax tanh
cosh imgaussfilt ones tfqmr
cot imgaussfilt3 or times
cotd imgradient padarray transpose
coth imgradientxy pagefun trapz
cov imhist pareto tril
csc imlincomb patch trimesh
cscd imnoise pcg trisurf
csch imopen pcolor triu
ctranspose imreconstruct pdist true
cummax imregdemons pdist2 typecast
cummin imregionalmax permute uint16
cumprod imregionalmin pie uint32
cumsum imresize pie3 uint64
curl imrotate planerot uint8
deg2rad imrotate_old plot uminus
del2 imshow plot3 union
det imtophat plotmatrix unique
detectFASTFeatures ind2sub plotyy uniquetol
detectHarrisFeatures inf plus unwrap
detrend inpolygon polar uplus
diag int16 poly var
diff int2str polyder vertcat
discretize int32 polyfit vissuite
disp int64 polyval volumebounds
display int8 polyvalm voronoi
divergence interp1 pow2 waterfall
dot interp2 power xcorr
double interp3 prod xor
edge interpn psi ycbcr2rgb
eig interpstreamspeed qmr zeros
end intersect qr
eps inv quiver
Static methods:
colon rand randperm
freqspace randi speye
loadobj randn