CUDA(Compute Unified Device Architecture)，顯卡廠(chǎng)商N(yùn)Vidia推出的運(yùn)算平臺(tái)。 CUDA™是一種由NVIDIA推出的通用并行計(jì)算架構(gòu)，該架構(gòu)使GPU能夠解決復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題。 它包含了CUDA指令集架構(gòu)(ISA)以及GPU內(nèi)部的并行計(jì)算引擎。

　　計(jì)算行業(yè)正在從只使用CPU的“中央處理”向CPU與GPU并用的“協(xié)同處理”發(fā)展。為打造這一全新的計(jì)算典范，NVIDIA®(英偉達(dá)™)發(fā)明了CUDA(Compute Unified Device Architecturem，統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu))這一編程模型，是想在應(yīng)用程序中充分利用CPU和GPU各自的優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在，該架構(gòu)現(xiàn)已應(yīng)用于GeForce®(精視™)、ION™(翼?yè)P(yáng)™)、Quadro以及Tesla GPU(圖形處理器)上，對(duì)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)巨大的市場(chǎng)。

　　在消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)上，幾乎每一款重要的消費(fèi)級(jí)視頻應(yīng)用程序都已經(jīng)使用CUDA加速或很快將會(huì)利用CUDA來(lái)加速，其中不乏Elemental Technologies公司、MotionDSP公司以及LoiLo公司的產(chǎn)品。在科研界，CUDA一直受到熱捧。例如，CUDA現(xiàn)已能夠?qū)MBER進(jìn)行加速。AMBER是一款分子動(dòng)力學(xué)模擬程序，全世界在學(xué)術(shù)界與制藥企業(yè)中有超過(guò)60,000名研究人員使用該程序來(lái)加速新藥的探索工作。在金融市場(chǎng)，Numerix以及CompatibL針對(duì)一款全新的對(duì)手風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)用程序發(fā)布了CUDA支持并取得了18倍速度提升。Numerix為近400家金融機(jī)構(gòu)所廣泛使用。

　　CUDA的廣泛應(yīng)用造就了GPU計(jì)算專(zhuān)用Tesla GPU的崛起。全球財(cái)富五百?gòu)?qiáng)企業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)安裝了700多個(gè)GPU集群，這些企業(yè)涉及各個(gè)領(lǐng)域，例如能源領(lǐng)域的斯倫貝謝與雪佛龍以及銀行業(yè)的法國(guó)巴黎銀行。隨著微軟Windows 7與蘋(píng)果Snow Leopard操作系統(tǒng)的問(wèn)世，GPU計(jì)算必將成為主流。在這些全新的操作系統(tǒng)中，GPU將不僅僅是圖形處理器，它還將成為所有應(yīng)用程序均可使用的通用并行處理器。

　　CUDA的應(yīng)用

　　計(jì)算行業(yè)正在從只使用CPU的“中央處理”向CPU與GPU并用的“協(xié)同處理”發(fā)展。為打造這一全新的計(jì)算典范，NVIDIA(英偉達(dá))發(fā)明了CUDA(Compute Unified Device Architecturem，統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu))這一編程模型，是想在應(yīng)用程序中充分利用CPU和GPU各自的優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在，該架構(gòu)現(xiàn)已應(yīng)用于GeForce(精視)、ION(翼?yè)P(yáng))、Quadro以及Tesla GPU(圖形處理器)上，對(duì)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)巨大的市場(chǎng)。

　　CUDA產(chǎn)生的原因

　　隨著顯卡的發(fā)展，GPU越來(lái)越強(qiáng)大，而且GPU為顯示圖像做了優(yōu)化。在計(jì)算上已經(jīng)超越了通用的CPU。如此強(qiáng)大的芯片如果只是作為顯卡就太浪費(fèi)了，因此NVidia推出CUDA，讓顯卡可以用于圖像計(jì)算以外的目的。

　　CUDA體系結(jié)構(gòu)的組成

　　開(kāi)發(fā)庫(kù)：開(kāi)發(fā)庫(kù)是基于CUDA技術(shù)所提供的應(yīng)用開(kāi)發(fā)庫(kù)。

　　運(yùn)行期環(huán)境：運(yùn)行期環(huán)境提供了應(yīng)用開(kāi)發(fā)接口和運(yùn)行期組件，包括基本數(shù)據(jù)類(lèi)型的定義和各類(lèi)計(jì)算、類(lèi)型轉(zhuǎn)換、內(nèi)存管理、設(shè)備訪(fǎng)問(wèn)和執(zhí)行調(diào)度等函數(shù)。

　　驅(qū)動(dòng)：CUDA-enable的GPU的設(shè)備抽象層，提供硬件設(shè)備的抽象訪(fǎng)問(wèn)接口。也就是需要安裝有nVIDIA硬件的電腦上安裝相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)CUDA通用運(yùn)算。