|
|
Generování obrazu metodou sledování paprsku
Áč, Ondřej ; Dvořák, Vojtěch (oponent) ; Pavlík, Michal (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou počítačem generovaných obrázků prostřednictvím metody sledování cest. Cílem práce je tvorba interaktivního počítačového programu, jenž umožňuje upravovat a vykreslovat fotorealistické snímky různých scén v reálném čase. V teoretické části práce je představen koncept zobrazovací rovnice, včetně jejích známých metod řešení. Podrobněji je popsán algoritmus sledování cest, založený na integraci metodou Monte Carlo, spolu s výhodami, které přináší oproti ostatním řešením. Jsou dále prezentovány základní hardwarové i softwarové optimalizace. Praktická část práce je poté zaměřena na rozbor zdrojového kódu v jazyku C++ a zkompilovaného strojového kódu při využití ručních optimalizací SIMD. Nedílnou součástí práce je také demonstrace hlavních funkcí programu, včetně měření výkonnostních přínosů při použití ručních optimalizací.
|
|
|
SIMD code generator
Tuček, Karel ; Bednárek, David (vedoucí práce) ; Arcaini, Paolo (oponent)
Title: SIMD code generator Author: Karel Tuček Department: Department of Software Engineering Supervisor: RNDr. David Bednárek, Ph.D., Department of Software Engineering Abstract: The center of our interest is a problem of pipelined realisation of a special case of data processing networks. These realisations are supposed to realise some computations on series of independent data sets while utilizing SIMD instructions. The aim of this paper is to theoretically investigate the possibilities and the problems of employment of control flow in these networks and also to implement a general framework suitable for generation of these realisations. The main idea is utilisation of an algorithm crawling over partitions of a network factorised with respect to its control flow. Our idea is that SIMD parallelism should take place on the same instruction realised across multiple data sets. We illustrate the problems relevant to employment of branching and loops in these networks. We especially discuss a problem of data ordering and also provide relevant proofs. In the analytical part, we show implementation of a general framework which we believe to be suitable for processing of these networks. We also provide examples utilising Intel's SIMD Streaming Extensions. Keywords: Processing networks SIMD Parallelism iii
|
|
|
Optimalizace algoritmů SIMD instrukcemi
Sedláček, Marek ; Rydlo, Štěpán (oponent) ; Orság, Filip (vedoucí práce)
Tato práce popisuje a porovnává techniky použitelné pro optimalizaci algoritmů převážně z hlediska zkrácení výpočetní doby. Pro demonstraci praktik byly vybrány algoritmy z rozdílných oblastí a to -- optimalizace hejnem částic, algoritmus pro vykreslování kružnic a algoritmus pro otočení obrázku (matice). Tyto algoritmy byly implementovány v jazyce Python 3, C a jazyce symbolických adres s využitím SIMD technologie. Při psaní kódu byl kladen důraz na co nejefektivnější implementaci algoritmu. V této práci jsou tyto praktiky popsáný a porovnány, stejně tak jako jejich účinek na optimalizaci algoritmů. Provedené testy potvrdily velký potenciál SIMD technologií pro optimalizace, ale také to, že tento přístup není možný využít na všechny algoritmy. V případě optimalizace algoritmu pro vykreslování kružnic dosahovala SIMD implementace více jak desetinásobné rychlosti než sériová implementace v jazyce C a více jak tisíckrát vyšší rychlost než implementace v jazyce Python 3. V případě algoritmu optimalizace hejnem částic byla však implementace v jazyce C rychlejší než SIMD implementace algoritmu.
|
|
|
Optimalizace LINQ pro .NET
Šerý, Daniel ; Ryšavý, Ondřej (oponent) ; Pluskal, Jan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá LINQ (Language integrated query) a řeší možnosti jeho implementace a optimalizace v jazyce C#. Je vybrána a implementována metoda přepisu dotazů na procedurální kód před překladem programu. Cílem práce je poskytnout LINQ využitelný, i při potřebě velké rychlosti. Pro vytvořený program přepisující dotazy LINQ, bylo pro většinu operátorů dosaženo zrychlení od 1.2x do 20x rychlosti System.Linq v závislosti na prováděném algoritmu, zdroji dat a množství poskytnutých informací přepisovacímu programu.
|
|
|
SIMD code generator
Tuček, Karel ; Bednárek, David (vedoucí práce) ; Arcaini, Paolo (oponent)
Title: SIMD code generator Author: Karel Tuček Department: Department of Software Engineering Supervisor: RNDr. David Bednárek, Ph.D., Department of Software Engineering Abstract: The center of our interest is a problem of pipelined realisation of a special case of data processing networks. These realisations are supposed to realise some computations on series of independent data sets while utilizing SIMD instructions. The aim of this paper is to theoretically investigate the possibilities and the problems of employment of control flow in these networks and also to implement a general framework suitable for generation of these realisations. The main idea is utilisation of an algorithm crawling over partitions of a network factorised with respect to its control flow. Our idea is that SIMD parallelism should take place on the same instruction realised across multiple data sets. We illustrate the problems relevant to employment of branching and loops in these networks. We especially discuss a problem of data ordering and also provide relevant proofs. In the analytical part, we show implementation of a general framework which we believe to be suitable for processing of these networks. We also provide examples utilising Intel's SIMD Streaming Extensions. Keywords: Processing networks SIMD Parallelism iii
|
|
|
Akcelerace vektorových a krytografických operací na platformě x86-64
Šlenker, Samuel ; Martinásek, Zdeněk (oponent) ; Balík, Miroslav (vedoucí práce)
Cieľom práce bolo naštudovať a následne spracovať porovnanie starších a novších vektorových výpočtových jednotiek moderných mikroprocesorov na platforme x86-64. Práca mala poskytnúť prehľad najrýchlejších výpočtov vektorových operácií s maticami a vektormi spolu s príslušnými zdrojovými kódmi. Ďalej bola jej zameraním oblasť autentizovaného šifrovania, konkrétne blokovej šifry AES pracujúcej v operačnom móde Galois Counter Mode a pojednanie o možnostiach inštrukčných sád pre podporu kryptografie.
|
|
|
Acceleration of Object Detection Using Classifiers
Juránek, Roman ; Kälviäinen, Heikki (oponent) ; Sojka, Eduard (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
Detection of objects in computer vision is a complex task. One of most popular and well explored approaches is the use of statistical classifiers and scanning windows. In this approach, classifiers learned by AdaBoost algorithm (or some modification) are often used as they achieve low error rates, high detection rates and they are suitable for detection in real-time applications. Object detection run-time which uses such classifiers can be implemented by various methods and properties of underlying architecture can be used for speed-up of the detection. For the purpose of acceleration, graphics hardware, multi-core architectures, SIMD or other means can be used. The detection is often implemented on programmable hardware. The contribution of this thesis is to introduce an optimization technique which enhances object detection performance with respect to an user defined cost function. The optimization balances computations of previously learned classifiers between two or more run-time implementations in order to minimize the cost function. The optimization method is verified on a basic example -- division of a classifier to a pre-processing unit implemented in FPGA, and a post-processing unit in standard PC.
|
|
|
Lifting Scheme Cores for Wavelet Transform
Bařina, David ; Kälviäinen, Heikki (oponent) ; Sojka, Eduard (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
The thesis focuses on efficient computation of the two-dimensional discrete wavelet transform. The state-of-the-art methods are extended in several ways to perform the transform in a single loop, possibly in multi-scale fashion, using a compact streaming core. This core can further be appropriately reorganized to target the minimization of certain platform resources. The approach presented here nicely fits into common SIMD extensions, exploits the cache hierarchy of modern general-purpose processors, and is suitable for parallel evaluation. Finally, the approach presented is incorporated into the JPEG 2000 compression chain, in which it has proved to be fundamentally faster than widely used implementations.
|
|
|
Efektivní implementace vysoce náročných algoritmů na vícejádrových procesorech
Tomečko, Lukáš ; Bidlo, Michal (oponent) ; Jaroš, Jiří (vedoucí práce)
Cieľom tejto práce je paralelizovať a vektorizovať simuláciu toku kvapalín. Dosiahne sa to pomocou knižnice OpenMP a prekladaču od Intelu. Implementované boli rôzne prístupy k problému, ako napr. cache blocking, zoraďovanie dát počas behu a dočasné reorganizovanie dát v pamäti. Skombinovaním najrýchlejších riešení sa podarilo simuláciu celkovo zrýchliť 11,4krát na 16 jadrách, pričom testy prebiehali na ostravskom superpočítači Anselm. Výsledky ukazujú, že výsledná aplikácia dobre škáluje s pribúdajúcim počtom jadier. Ďalej, vektorizovanie daného problému bolo možné len čiastočne z dôvodu nevhodného spôsobu práce s dátami.
|
|
|
Překlad OpenCL aplikací pro vestavěné systémy
Šnobl, Pavel ; Čekan, Ondřej (oponent) ; Hruška, Tomáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá podporou pro překlad a spouštění programů napsaných pomocí OpenCL frameworku na vestavěných systémech. OpenCL je systém pro programování heterogenních systémů, složených z procesorů, grafických akcelerátorů a dalších výpočetních zařízení. Využití má ovšem i na systémech skládajících se pouze z jedné výpočetní jednotky, kde umožňuje zápis paralelních programů (funkční a datový paralelismus) a práci s hierarchickým systémem pamětí. V rámci této práce jsou porovnány jednotlivé dostupné open source implementace OpenCL a následně je jedna vybraná integrována s překladačem LLVM. Tento překladač je generován v rámci sady nástrojů poskytovaných vývojovým prostředím pro tvorbu procesorů s aplikačně specifickou instrukční sadou zvaným Codasip Studio. Dále jsou navrženy a implementovány optimalizace pro architektury se SIMD instrukcemi a architektury typu VLIW. Výsledek je otestován a demonstrován na sadě testovacích aplikací.
|
host ::
RSS.