Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
VC++: 125. CUDA로 작성한 RGB2RGBA 성능 [링크 복사], [링크+제목 복사]
조회: 14292
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

... 16  17  18  19  20  21  [22]  23  24  25  26  27  28  29  30  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
13080정성태6/17/20226984개발 환경 구성: 643. Visual Studio 2022 17.2 버전에서 C# 11 또는 .NET 7.0 preview 적용
13079정성태6/17/20224650오류 유형: 814. 파이썬 - Error: The file/path provided (...) does not appear to exist
13078정성태6/16/20226694.NET Framework: 2021. WPF - UI Thread와 Render Thread파일 다운로드1
13077정성태6/15/20227021스크립트: 40. 파이썬 - PostgreSQL 환경 구성
13075정성태6/15/20225983Linux: 50. Linux - apt와 apt-get의 차이 [2]
13074정성태6/13/20226297.NET Framework: 2020. C# - NTFS 파일에 사용자 정의 속성값 추가하는 방법파일 다운로드1
13073정성태6/12/20226523Windows: 207. Windows Server 2022에 도입된 WSL 2
13072정성태6/10/20226797Linux: 49. Linux - ls 명령어로 출력되는 디렉터리 색상 변경 방법
13071정성태6/9/20227370스크립트: 39. Python에서 cx_Oracle 환경 구성
13070정성태6/8/20227182오류 유형: 813. Windows 11에서 입력 포커스가 바뀌는 문제 [1]
13069정성태5/26/20229414.NET Framework: 2019. C# - .NET에서 제공하는 3가지 Timer 비교 [2]
13068정성태5/24/20227904.NET Framework: 2018. C# - 일정 크기를 할당하는 동안 GC를 (가능한) 멈추는 방법 [1]파일 다운로드1
13067정성태5/23/20227229Windows: 206. Outlook - 1년 이상 지난 메일이 기본적으로 안 보이는 문제
13066정성태5/23/20226557Windows: 205. Windows 11 - Windows + S(또는 Q)로 뜨는 작업 표시줄의 검색 바가 동작하지 않는 경우
13065정성태5/20/20227234.NET Framework: 2017. C# - Windows I/O Ring 소개 [2]파일 다운로드1
13064정성태5/18/20226761.NET Framework: 2016. C# - JIT 컴파일러의 인라인 메서드 처리 유무
13063정성태5/18/20227184.NET Framework: 2015. C# - 인라인 메서드(inline methods)
13062정성태5/17/20228002.NET Framework: 2014. C# - async/await 그리고 스레드 (4) 비동기 I/O 재현파일 다운로드1
13061정성태5/16/20226805.NET Framework: 2013. C# - FILE_FLAG_OVERLAPPED가 적용된 파일의 읽기/쓰기 시 Position 관리파일 다운로드1
13060정성태5/15/20229292.NET Framework: 2012. C# - async/await 그리고 스레드 (3) Task.Delay 재현파일 다운로드1
13059정성태5/14/20227740.NET Framework: 2011. C# - CLR ThreadPool의 I/O 스레드에 작업을 맡기는 방법 [1]파일 다운로드1
13058정성태5/13/20227650.NET Framework: 2010. C# - ThreadPool.SetMaxThreads 사용법
13057정성태5/12/20229331오류 유형: 812. 파이썬 - ImportError: cannot import name ...
13056정성태5/12/20226457.NET Framework: 2009. C# - async/await 그리고 스레드 (2) MyTask의 호출 흐름 [2]파일 다운로드1
13055정성태5/11/20229398.NET Framework: 2008. C# - async/await 그리고 스레드 (1) MyTask로 재현 [11]파일 다운로드1
13054정성태5/11/20226879.NET Framework: 2007. C# - 10진수 숫자를 담은 문자열을 숫자로 변환하는 방법 [11]파일 다운로드1
... 16  17  18  19  20  21  [22]  23  24  25  26  27  28  29  30  ...