Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
VC++: 125. CUDA로 작성한 RGB2RGBA 성능 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 21904
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일
(연관된 글이 4개 있습니다.)
(시리즈 글이 4개 있습니다.)
VC++: 125. CUDA로 작성한 RGB2RGBA 성능
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11471

개발 환경 구성: 356. GTX 1070, GTX 960, GT 640M의 cudaGetDeviceProperties 출력 결과
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11472

개발 환경 구성: 357. CUDA의 인덱싱 관련 용어 - blockIdx, threadIdx, blockDim, gridDim
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11481

VC++: 126. CUDA Core 수를 알아내는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11482




CUDA로 작성한 RGB2RGBA 성능

지난 글에서,

C# - OpenCvSharp 사용 시 C/C++을 이용한 속도 향상 (for 루프 연산)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11422

OpenCV의 CvtColor(ColorConversionCodes.BGR2BGRA) 호출에 대해 C++/parallel_for로 성능을 유사하게 구현한 적이 있습니다. 마찬가지로, SIMD를 이용해 OpenCV의 erode 연산을 해보기도 했습니다.

내가 만든 코드보다 OpenCV의 속도가 월등히 빠른 이유
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11423

아쉽게도 SIMD 연산의 경우 RGB2RGBA 연산에는 적용할 수 없었는데요. CUDA의 경우 kernel 함수가 SIMD보다는 더 유연하기 때문에 RGB2RGBA 같은 연산을 구현하는 것이 가능한데, 아래의 코드가 바로 그것입니다.

__global__ void rgb2rgba(int n, BYTE *srcPtr, BYTE *dstPtr)
{
    int tid = threadIdx.x + blockIdx.x * blockDim.x;

    while (tid < n)
    {
        int srcPos = tid * 3;
        int dstPos = tid * 4;

        dstPtr[dstPos + 0] = srcPtr[srcPos + 0];
        dstPtr[dstPos + 1] = srcPtr[srcPos + 1];
        dstPtr[dstPos + 2] = srcPtr[srcPos + 2];
        dstPtr[dstPos + 3] = 0xff;

        tid += (blockDim.x * gridDim.x);
    }
}

위의 kernel 함수를 C#에서 호출할 수 있도록 다음과 같이 export 함수를 하나 만들어 주고,

__declspec(dllexport) BOOL RGB2RGBA_Cuda(BYTE *srcPtr, BYTE *dstPtr, int width, int height)
{
    BYTE *cudaSrc = nullptr;
    BYTE *cudaDst = nullptr;

    int srcSize = width * height * 3; // RGB 3bytes
    int dstSize = width * height * 4; // RGBA 4bytes

    BOOL ret = FALSE;

    do
    {
        cudaError_t cudaStatus = cudaMalloc((void **)&cudaSrc, srcSize);
        if (cudaStatus != cudaSuccess)
        {
            break;
        }

        cudaStatus = cudaMalloc((void **)&cudaDst, dstSize);
        if (cudaStatus != cudaSuccess)
        {
            break;
        }

        cudaStatus = cudaMemcpy(cudaSrc, srcPtr, srcSize, cudaMemcpyHostToDevice);
        if (cudaStatus != cudaSuccess)
        {
            break;
        }

        rgb2rgba<<<64, 64>>>(width * height, cudaSrc, cudaDst);

        cudaStatus = cudaGetLastError();
        if (cudaStatus != cudaSuccess)
        {
            break;
        }

        cudaStatus = cudaDeviceSynchronize();
        if (cudaStatus != cudaSuccess) 
        {
            break;
        }

        cudaStatus = cudaMemcpy(dstPtr, cudaDst, dstSize, cudaMemcpyDeviceToHost);
        if (cudaStatus != cudaSuccess)
        {
            break;
        }

        ret = TRUE;
    } while (false);

    if (cudaSrc != nullptr)
    {
        cudaFree(cudaSrc);
    }

    if (cudaDst != nullptr)
    {
        cudaFree(cudaDst);
    }

    return ret;
}

테스트해 보면, 100회 연산에 2초 넘는 시간이 걸립니다. 즉, "C# - OpenCvSharp 사용 시 C/C++을 이용한 속도 향상 (for 루프 연산)" 글에서 성능 테스트한 것 중에 (C# 제외하고) 가장 안 좋은 기록이 나온 것입니다. (아직 제가 CUDA 초보자라 더 빠르게 할 수 있는 방법이 있는지는 모르겠습니다.)

성능이 낮은 이유는, RAM에 있는 데이터를 GPU의 메모리로 복사하고 그 결과를 다시 RAM으로 복사하는 오버헤드가 있기 때문입니다.

따라서, CUDA를 이용해 성능 향상을 이루고 싶다면 메모리 복사에 따른 오버헤드를 극복할 정도의 복잡한 kernel 연산이거나, 아니면 CPU를 쉬게 하면서 GPU에 다중으로 작업을 맡기는 경우에만 쓰는 것이 좋겠습니다.

(첨부 파일은 "C# - OpenCvSharp 사용 시 C/C++을 이용한 속도 향상 (for 루프 연산)" 글의 예제에 CUDA 테스트를 포함합니다.)




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

[연관 글]






[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 3/21/2018]

Creative Commons License
이 저작물은 크리에이티브 커먼즈 코리아 저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국 라이센스에 따라 이용하실 수 있습니다.
by SeongTae Jeong, mailto:techsharer at outlook.com

비밀번호

댓글 작성자
 



2021-01-22 08시13분
ILGPU로 시작하는 GPGPU 프로그래밍
; https://www.youtube.com/watch?v=TUs_Jsy7_Sg

How to Move from CUDA Math Library Calls to oneMKL
; https://www.codeproject.com/Articles/5363447/How-to-Move-from-CUDA-Math-Library-Calls-to-oneMKL
정성태

... [106]  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
11274정성태8/22/201719329.NET Framework: 674. Thread 타입의 Suspend/Resume/Join 사용 관련 예외 처리
11273정성태8/22/201721624오류 유형: 415. 윈도우 업데이트 에러 Error 0x80070643
11272정성태8/21/201724748VS.NET IDE: 120. 비주얼 스튜디오 2017 버전 15.3.1 - C# 7.1 공개 [2]
11271정성태8/19/201719173VS.NET IDE: 119. Visual Studio 2017에서 .NET Core 2.0 프로젝트 환경 구성하는 방법
11270정성태8/17/201730629.NET Framework: 673. C#에서 enum을 boxing 없이 int로 변환하기 [2]
11269정성태8/17/201721429디버깅 기술: 93. windbg - 풀 덤프에서 .NET 스레드의 상태를 알아내는 방법
11268정성태8/14/201721008디버깅 기술: 92. windbg - C# Monitor Lock을 획득하고 있는 스레드 찾는 방법
11267정성태8/10/201725081.NET Framework: 672. 모노 개발 환경
11266정성태8/10/201724882.NET Framework: 671. C# 6.0 이상의 소스 코드를 Visual Studio 설치 없이 명령행에서 컴파일하는 방법
11265정성태8/10/201753128기타: 66. 도서: 시작하세요! C# 7.1 프로그래밍: 기본 문법부터 실전 예제까지 [11]
11264정성태8/9/201724017오류 유형: 414. UWP app을 signtool.exe로 서명 시 0x8007000b 오류 발생
11263정성태8/9/201719485오류 유형: 413. The C# project "..." is targeting ".NETFramework, Version=v4.0", which is not installed on this machine. [3]
11262정성태8/5/201718205오류 유형: 412. windbg - SOS does not support the current target architecture. [3]
11261정성태8/4/201720788디버깅 기술: 91. windbg - 풀 덤프 파일로부터 강력한 이름의 어셈블리 추출 후 사용하는 방법
11260정성태8/3/201718880.NET Framework: 670. C# - 실행 파일로부터 공개키를 추출하는 방법
11259정성태8/2/201718128.NET Framework: 669. 지연 서명된 어셈블리를 sn.exe -Vr 등록 없이 사용하는 방법
11258정성태8/1/201718900.NET Framework: 668. 지연 서명된 DLL과 서명된 DLL의 차이점파일 다운로드1
11257정성태7/31/201719129.NET Framework: 667. bypassTrustedAppStrongNames 옵션 설명파일 다운로드1
11256정성태7/25/201720597디버깅 기술: 90. windbg의 lm 명령으로 보이지 않는 .NET 4.0 ClassLibrary를 명시적으로 로드하는 방법 [1]
11255정성태7/18/201723166디버깅 기술: 89. Win32 Debug CRT Heap Internals의 0xBAADF00D 표시 재현 [1]파일 다운로드3
11254정성태7/17/201719487개발 환경 구성: 322. "Visual Studio Emulator for Android" 에뮬레이터를 "Android Studio"와 함께 쓰는 방법
11253정성태7/17/201719769Math: 21. "Coding the Matrix" 문제 2.5.1 풀이 [1]파일 다운로드1
11252정성태7/13/201718417오류 유형: 411. RTVS 또는 PTVS 실행 시 Could not load type 'Microsoft.VisualStudio.InteractiveWindow.Shell.IVsInteractiveWindowFactory2'
11251정성태7/13/201717078디버깅 기술: 88. windbg 분석 - webengine4.dll의 MgdExplicitFlush에서 발생한 System.AccessViolationException의 crash 문제 (2)
11250정성태7/13/201720663디버깅 기술: 87. windbg 분석 - webengine4.dll의 MgdExplicitFlush에서 발생한 System.AccessViolationException의 crash 문제 [1]
11249정성태7/12/201718467오류 유형: 410. LoadLibrary("[...].dll") failed - The specified procedure could not be found.
... [106]  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  ...