Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
VC++: 125. CUDA로 작성한 RGB2RGBA 성능 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 21981
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

... 76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  [89]  90  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
11711정성태10/2/201823160오류 유형: 490. 윈도우 라이선스 키 입력 오류 0xc004f050, 0xc004e028
11710정성태10/2/201822065.NET Framework: 794. C# - 같은 모양, 다른 값의 한글 자음을 비교하는 호환 분해 [5]
11709정성태9/30/201820445개발 환경 구성: 402. .NET Core 콘솔 응용 프로그램을 docker로 실행/디버깅하는 방법 [1]
11708정성태9/30/201822676개발 환경 구성: 401. .NET Core 콘솔 응용 프로그램을 배포(publish) 시 docker image 자동 생성 [2]파일 다운로드1
11707정성태9/30/201823971오류 유형: 489. ASP.NET Core를 docker에서 실행 시 "Failed with a critical error." 오류 발생 [1]
11706정성태9/29/201820129개발 환경 구성: 400. Synology NAS(DS216+II)에서 실행한 gcc의 Segmentation fault [2]
11705정성태9/29/201820973개발 환경 구성: 399. Synology NAS(DS216+II)에 gcc 컴파일러 설치
11704정성태9/29/201824982기타: 73. Synology NAS 신호음(beep) 끄기 [1]파일 다운로드1
11703정성태9/27/201819745개발 환경 구성: 398. Blazor 환경 구성 후 빌드 속도가 너무 느리다면? [2]
11702정성태9/26/201816954사물인터넷: 44. 넷두이노(Netduino)의 네트워크 설정 방법
11701정성태9/26/201822672개발 환경 구성: 397. 공유기를 일반 허브로 활용하는 방법파일 다운로드1
11700정성태9/21/201820733Graphics: 25. Unity - shader의 직교 투영(Orthographic projection) 행렬(UNITY_MATRIX_P)을 수작업으로 구성
11699정성태9/21/201819228오류 유형: 488. Add-AzureAccount 실행 시 "No subscriptions are associated with the logged in account in Azure Service Management (RDFE)." 오류
11698정성태9/21/201820565오류 유형: 487. 윈도우 성능 데이터를 원격 SQL에 저장하는 경우 "Call to SQLAllocConnect failed with %1." 오류 발생
11697정성태9/20/201819431Graphics: 24. Unity - unity_CameraWorldClipPlanes 내장 변수 의미
11696정성태9/19/201820333.NET Framework: 793. C# - REST API를 이용해 NuGet 저장소 제어파일 다운로드1
11695정성태9/19/201825501Graphics: 23. Unity - shader의 원근 투영(Perspective projection) 행렬(UNITY_MATRIX_P)을 수작업으로 구성
11694정성태9/17/201819714오류 유형: 486. nuget push 호출 시 405 Method Not Allowed 오류 발생
11693정성태9/16/201822879VS.NET IDE: 128. Unity - shader 코드 디버깅 방법
11692정성태9/13/201823171Graphics: 22. Unity - shader의 Camera matrix(UNITY_MATRIX_V)를 수작업으로 구성
11691정성태9/13/201820108VS.NET IDE: 127. Visual C++ / x64 환경에서 inline-assembly를 매크로 어셈블리로 대체하는 방법 - 두 번째 이야기
11690정성태9/13/201823086사물인터넷: 43. 555 타이머의 단안정 모드파일 다운로드1
11689정성태9/13/201822364VS.NET IDE: 126. 디컴파일된 소스에 탐색을 사용하도록 설정(Enable navigation to decompiled sources)
11688정성태9/11/201817718오류 유형: 485. iisreset - The data is invalid. (2147942413, 8007000d) 오류 발생
11687정성태9/11/201819599사물인터넷: 42. 사물인터넷 - 트랜지스터 다중 전압 테스트파일 다운로드1
11686정성태9/8/201818686사물인터넷: 41. 다중 전원의 소스를 가진 회로파일 다운로드1
... 76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  [89]  90  ...