CUDA是一种由NVIDIA推出的通用并行计算架构,它使得GPU能够解决复杂的计算问题。CUDA提供了多种并行算法程序,包括但不限于以下几种:
向量加法
描述:这是最基本的并行算法之一,通常用于计算两个向量相加的结果。
示例代码:
```cpp
__global__ void vectorAdd(float *a, float *b, float *c, int n) {
int tid = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;
if (tid < n) {
c[tid] = a[tid] + b[tid];
}
}
```
归约操作
描述:归约是一种分而治之的方法,常用于求和、求积等操作。
示例代码:
```cpp
__global__ void reduceSum(float *input, float *output, int size) {
int idx = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;
float sum = 0.0f;
while (idx < size) {
sum += input[idx];
idx += blockDim.x * gridDim.x;
}
output[blockIdx.x] = sum;
}
```
映射(Map)
描述:将某个函数作用到输入队列的每一个元素,然后用结果更新该队列。
示例代码:
```cpp
__global__ void mapOperation(float *input, float *output, int size) {
int idx = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;
if (idx < size) {
output[idx] = input[idx] * 2.0f; // 例如,将每个元素乘以2
}
}
```
扫描(Scan)
描述:扫描是一种前缀和操作,用于计算数组的前缀和。
示例代码:
```cpp
__global__ void scanArray(float *input, float *output, int size) {
int idx = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;
float sum = 0.0f;
if (idx < size) {
output[idx] = input[idx];
for (int i = 1; i <= idx; i *= 2) {
sum += output[idx - i];
}
output[idx] += sum;
}
}
```
聚集(Gather)
描述:将数据从一个数组中聚集到另一个数组中。
示例代码:
```cpp
__global__ void gatherArray(float *input, float *output, int size) {
int idx = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;
if (idx < size) {
output[idx] = input[input[idx]];
}
}
```
散布(Scatter)
描述:将数据从一个数组中散布到另一个数组中。
示例代码:
```cpp
__global__ void scatterArray(float *input, float *output, int size) {
int idx = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;
if (idx < size) {
output[input[idx]] = input[idx];
}
}
```
转置(Transpose)
描述:将二维数组进行转置操作。
示例代码:
```cpp
__global__ void transposeMatrix(float *input, float *output, int rows, int cols) {
int idx = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;
int row = idx / cols;
int col = idx % cols;
if (row < rows && col < cols) {
output[col * rows + row] = input[row * cols + col];
}
}
```
这些示例代码展示了CUDA中一些常见的并行算法程序。开发者可以根据具体的应用需求选择合适的算法进行实现和优化。