? ? ? ?并行計算（Parallel Computing）指同時使用多種計算資源解決計算問題的過程，它的基本思想是將待求解問題分解成多個子問題，在相同的時間用不同的處理器計算各個子問題，從而有效地節(jié)約計算的時間。早期的并行計算只能由專門設計的大型并行計算機或是多個計算機構成的集群完成。但擁有眾多處理器的大型并行計算機往往制造成本昂貴、使用功耗巨大，因此在一般的研究過程中實用性不強。利用圖形處理器，也就是我們常說的GPU進行并行計算正在成為發(fā)展趨勢。

? ? ? ? 同名字一樣，GPU起初的設計目的是輔助CPU完成圖像渲染等計算機圖形學功能。由于圖像渲染等相關問題具有高度并行的特點，因此GPU與CPU的硬件設計理念是不同的。CPU將更多的資源（晶體管）用到控制（Control）及緩存（Cache）部分，而GPU則將更多的資源用于計算單元（ALU），如圖3-1所示。

? ? ? ?GPU與CPU硬件架構上的區(qū)別導致了它們在計算中的優(yōu)勢不同：CPU擁有更加完備的邏輯與緩存單元，因此更加適用于計算不規(guī)則的數據結構、不可預測的存取模式與單線程程序；而GPU擁有更多的并行計算單元，因此更加擅長處理規(guī)則數據結構、可預測存取模式與多線程的程序。

? ? ? ?隨著硬件及相關軟件體系的不斷完善，GPU的應用已不再局限于計算機圖形處理，基于GPU的通用并行計算研究引發(fā)了廣泛的關注。在圖像處理、視頻播放、信號處理、金融分析、石油勘探及天文計算等領域中，基于GPU的并行計算正逐漸成為人們提高運算效率的一個重要手段。但早期將GPU用于計算的方法十分復雜， OpenGL與DirectX等圖形接口是研究人員與GPU交互的唯一方式，這就要求研究人員擁有極為豐富的圖形接口編程知識，這一點極大地限制了基于GPU的并行計算的發(fā)展。

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總結

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