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高手如何用C++AMP也能写出GPU压力测试程序？

发布：佛山达内
来源：达内新闻
时间：2017-10-27 15:24

我们今天尝试写一个GPU压力测试程序，如果我们写一个CPU压力测试程序，我们知道我们需要让CPU进行繁重的计算，那么对于GPU压力测试程序该怎么做呢?

佛山达内

首先我们应该会想到，该如何让我们的代码运行在GPU上?一些图形库API会进行硬件加速，如Direct3D和OpenGL。一些异构编程框架如CUDA与OpenCL可以指定代码在GPU上运行。然而这些库使用起来并不简单, 我们可能需要很长时间的学习。那么有没有一种简单并且方便编程的库呢?微软给我们提供了一个选择：C++ AMP(Accelerated Massive Parallelism)库。C++ AMP是一个异构编程框架，使用者可以很方便的利用GPU进行并行计算。C++ AMP库类似于C++ STL库，在Visual Studio中我们只要包含相应的头文件就可以使用它。关于C++ AMP库的详细使用方法，请参考MSDN链接：https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/hh265136。

曼德勃罗特集

解决了使用C++ AMP在GPU上进行计算的问题?现在我们该思考让GPU计算什么的问题。我们的目标是实现一个GPU压力测试程序，所以我们得保证我们的计算足够复杂。我们知道GPU有大量的计算核心，所以我们可能需要进行并行计算，这样才能让GPU产生压力。曼德勃罗特集是易并行计算的一个典型例子，并且该集合以图像的方式呈现后很有意思，该集合在有些位置可以进行无限放大，如下图：

曼德勃罗特(Mandelbrot)集是一种复平面上的点集。对任意复数C，我们有如下公式：

所有使得无限迭代后的结果能保持有限数值的C的集合，就构成曼德勃罗特集。在计算机中对于无限迭代我们只能取一个固定的值例如256，意思就是最大计算到Z256Z256，有限数值指的是复数ZnZn的模小于某个指定的值例如2，对于不同的C有的C可能迭代几次后ZnZn模就大于2，有的C可能迭代256次后ZnZn的模还在范围内。我们可以记录下不同的C的迭代值。例如我们可以计算(-2, 2)，(2, 2)，(2, -2)，(-2, -2)这4个点范围内等比例划分的500*500的不同的C的迭代值，将迭代值[0~256]映射到颜色空间上，将C对应到图片的像素点位置，我们就可以得到500*500的绚丽图片。

需要注意的是使用C++ AMP库有如下限制：

●只能在Windows平台下使用Visual Studio进行编程

Windows最低版本Windows 7

Visual Studio最低版本Visual Studio 2012

●只能运行在最低支持DirectX11的显卡上(独立显卡或核心显卡)

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