Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
VC++: 125. CUDA로 작성한 RGB2RGBA 성능 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 21986
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)
10975정성태5/20/201623232Math: 17. C# - 복소수 타입의 승수를 지원하는 Power 메서드파일 다운로드1
10974정성태5/20/201623755.NET Framework: 588. C# - OxyPlot 라이브러리로 복소수 표현파일 다운로드1
10973정성태5/20/201628772.NET Framework: 587. C# Plotting 라이브러리 OxyPlot [3]파일 다운로드1
10972정성태5/19/201627886Math: 16. C# - 갈루아 필드 GF(2) 연산 [3]파일 다운로드1
10971정성태5/19/201620687오류 유형: 334. Visual Studio - 빌드 시 경고 warning MSB3884: Could not find rule set file "...". [2]
10970정성태5/19/201625047오류 유형: 333. OxyPlot 라이브러리의 컨트롤을 Toolbox에 등록 시 오류 [2]
10969정성태5/18/201624337.NET Framework: 586. C# - 파일 확장자에 연결된 프로그램을 등록하는 방법 (3) - "Open with" 목록에 등록파일 다운로드1
10968정성태5/18/201619353오류 유형: 332. Visual Studio - 단위 테스트 생성 시 "Design time expression evaluation" 오류 메시지
10967정성태5/12/201624430.NET Framework: 585. C# - 파일 확장자에 연결된 프로그램을 등록하는 방법 (2) - 웹 브라우저가 다운로드 후 자동 실행
10966정성태5/12/201632076.NET Framework: 584. C# - 파일 확장자에 연결된 프로그램을 등록하는 방법 (1) - 기본 [1]파일 다운로드1
10965정성태5/12/201624091디버깅 기술: 81. try/catch로 조용히 사라진 예외를 파악하고 싶다면?
10964정성태5/12/201622703오류 유형: 331. ASP.NET에서 System.BadImageFormatException 예외가 발생하는 경우
10963정성태5/11/201624967VS.NET IDE: 107. Visual Studio 2015의 "DTAR_..." 특수 폴더가 생성되는 문제파일 다운로드2
10962정성태5/11/201624995오류 유형: 330. Visual Studio 단위 테스트 시 DisconnectedContext 예외 발생
10961정성태5/11/201624853.NET Framework: 583. 문제 재현 - Managed Debugging Assistant 'DisconnectedContext' has detected a problem in '...'파일 다운로드1
10960정성태5/10/201622326오류 유형: 329. ATL 메서드 추가 마법사 창에서 8ce0000b 오류 발생
10959정성태5/9/201624882.NET Framework: 582. CLR Profiler - 별도 정의한 .NET 코드를 호출하도록 IL 코드 변경파일 다운로드1
10958정성태5/6/201651901개발 환경 구성: 284. "Let's Encrypt"에서 제공하는 무료 SSL 인증서를 IIS에 적용하는 방법 (1) [3]
10957정성태5/3/201627212오류 유형: 328. 윈도우 백업 시 오류 - 0x80780166 두 번째 이야기 [1]
10956정성태5/3/201622744Windows: 117. BitLocker - This device can't use a Trusted Platform Module.
10955정성태5/3/201629418.NET Framework: 581. C# - 순열(Permutation) 예제 코드파일 다운로드2
10954정성태5/3/201630378.NET Framework: 580. C# - 조합(Combination) 예제 코드 [2]파일 다운로드1
10953정성태5/2/201619883.NET Framework: 579. Assembly.LoadFrom으로 로드된 어셈블리의 JIT 컴파일 코드 공유?파일 다운로드1
10952정성태5/2/201622063.NET Framework: 578. 도메인 중립적인 어셈블리가 비-도메인 중립적인 어셈블리를 참조하는 경우파일 다운로드1
10951정성태5/2/201619952.NET Framework: 577. CLR Profiler로 살펴보는 SharedDomain의 모듈 로드 동작파일 다운로드1
10950정성태5/2/201626358.NET Framework: 576. 기본적인 CLR Profiler 소스 코드 설명 [2]파일 다운로드2
... 106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117  [118]  119  120  ...