Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
VC++: 125. CUDA로 작성한 RGB2RGBA 성능 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 14420
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

... 46  47  [48]  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
12437정성태12/1/20209798VS.NET IDE: 155. pfx의 암호 키 파일을 Visual Studio 없이 등록하는 방법
12436정성태12/1/202010090오류 유형: 687. .NET Core 2.2 빌드 - error MSB4018: The "RazorTagHelper" task failed unexpectedly.
12435정성태12/1/202015565Windows: 181. 윈도우 환경에서 클라이언트 소켓의 최대 접속 수 (4) - ReuseUnicastPort를 이용한 포트 고갈 문제 해결 [1]파일 다운로드1
12434정성태11/30/202010889Windows: 180. C# - dynamicport 값의 범위를 알아내는 방법
12433정성태11/29/20209949Windows: 179. 윈도우 환경에서 클라이언트 소켓의 최대 접속 수 (3) - SO_PORT_SCALABILITY파일 다운로드1
12432정성태11/29/202011301Windows: 178. 윈도우 환경에서 클라이언트 소켓의 최대 접속 수 (2) - SO_REUSEADDR [1]파일 다운로드1
12431정성태11/27/20209221.NET Framework: 976. UnmanagedCallersOnly + C# 9.0 함수 포인터 사용 시 x86 빌드에서 오동작하는 문제파일 다운로드1
12430정성태11/27/20209941오류 유형: 686. Ubuntu - E: The repository 'cdrom://...' does not have a Release file.
12429정성태11/25/202010057디버깅 기술: 175. windbg - 특정 Win32 API에서 BP가 안 걸리는 경우
12428정성태11/25/20208984VS.NET IDE: 154. Visual Studio - .NET Core App 실행 시 dotnet.exe 실행 화면만 나오는 문제
12427정성태11/24/202010128.NET Framework: 975. .NET Core를 직접 호스팅해 (runtimeconfig.json 없이) EXE만 배포해 실행파일 다운로드1
12426정성태11/24/20208721오류 유형: 685. WinDbg Preview - error InitTypeRead
12425정성태11/24/20209802VC++: 141. Visual C++ - "Treat Warnings As Errors" 옵션이 꺼져 있는데도 일부 경고가 에러 처리되는 경우
12424정성태11/24/202010211VC++: 140. C++의 연산자 동의어(operator synonyms), 대체 토큰 [1]
12423정성태11/22/202011116.NET Framework: 974. C# 9.0 - (16) 제약 조건이 없는 형식 매개변수 주석(Unconstrained type parameter annotations)파일 다운로드1
12422정성태11/21/20208915.NET Framework: 973. .NET 5, .NET Framework에서만 허용하는 UnmanagedCallersOnly 사용예파일 다운로드1
12421정성태11/19/20208671.NET Framework: 972. DNNE가 출력한 NE DLL을 직접 생성하는 방법파일 다운로드1
12420정성태11/19/20207829오류 유형: 684. Visual C++ - MSIL .netmodule or module compiled with /GL found; restarting link with /LTCG; add /LTCG to the link command line to improve linker performance
12419정성태11/19/20209063VC++: 139. Visual C++ - .NET Core의 nethost.lib와 정적 링크파일 다운로드1
12418정성태11/19/202011139오류 유형: 683. Visual C++ - error LNK2038: mismatch detected for 'RuntimeLibrary': value 'MT_StaticRelease' doesn't match value 'MDd_DynamicDebug'파일 다운로드1
12417정성태11/19/20208543오류 유형: 682. Visual C++ - warning LNK4099: PDB '...pdb' was not found with '...lib(pch.obj)' or at '...pdb'; linking object as if no debug info
12416정성태11/19/20209813오류 유형: 681. Visual C++ - error LNK2001: unresolved external symbol _CrtDbgReport
12415정성태11/18/20209877.NET Framework: 971. UnmanagedCallersOnly 특성과 DNNE 사용파일 다운로드1
12414정성태11/18/202010931VC++: 138. x64 빌드에서 extern "C"가 아닌 경우 ___cdecl name mangling 적용 [4]파일 다운로드1
12413정성태11/17/202010638.NET Framework: 970. .NET 5 / .NET Core - UnmanagedCallersOnly 특성을 사용한 함수 내보내기파일 다운로드1
12412정성태11/16/202012881.NET Framework: 969. .NET Framework 및 .NET 5 - UnmanagedCallersOnly 특성 사용파일 다운로드1
... 46  47  [48]  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  ...