顯卡GPU的并行計算能力分析考核試卷

顯卡GPU的并行計算能力分析考核試卷考生姓名：__________答題日期：__________得分：__________判卷人：__________

一、單項選擇題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的）

1.以下哪個不是GPU并行計算的特點？（）

A.高并發(fā)

B.高吞吐量

C.低延遲

D.高效能

2.GPU并行計算的核心技術是？（）

A.CPU調度

B.多線程

C.SIMD

D.分布式計算

3.以下哪種情況下，GPU的性能優(yōu)勢無法發(fā)揮？（）

A.圖形渲染

B.數(shù)據分析

C.串行計算

D.并行計算

4.以下哪種架構不是NVIDIAGPU的架構？（）

A.Fermi

B.Kepler

C.Maxwell

D.Bulldozer

5.GPU并行計算中，哪個概念指的是每個線程執(zhí)行相同的程序，但處理不同的數(shù)據？（）

A.SIMD

B.SPMD

C.MIMD

D.MISD

6.以下哪個不是CUDA的組成部分？（）

A.CUDACore

B.StreamMultiprocessor

C.CUDAThread

D.CUDAMemory

7.當使用CUDA進行并行計算時，以下哪個概念指的是一個線程塊內的線程數(shù)量？（）

A.Thread

B.Block

C.Grid

D.Warp

8.以下哪個不是OpenCL的特點？（）

A.跨平臺

B.跨設備

C.面向對象

D.高性能

9.以下哪個不是GPU并行計算的主要應用領域？（）

A.數(shù)據分析

B.機器學習

C.游戲開發(fā)

D.網絡通信

10.以下哪個不是影響GPU并行計算性能的因素？（）

A.線程數(shù)量

B.內存帶寬

C.核心頻率

D.CPU性能

11.以下哪個不是AMDGPU的架構？（）

A.GCN

B.Vega

C.Navi

D.Kepler

12.在GPU并行計算中，以下哪個概念指的是多個線程塊組成的整體？（）

A.Thread

B.Block

C.Grid

D.Warp

13.以下哪種技術可以提高GPU并行計算的內存訪問效率？（）

A.分頁

B.分區(qū)

C.緩存

D.虛擬內存

14.以下哪個不是CUDA內存類型的描述？（）

A.GlobalMemory

B.SharedMemory

C.ConstantMemory

D.ThreadMemory

15.以下哪種情況可能導致GPU并行計算的效率降低？（）

A.線程數(shù)量過多

B.內存帶寬不足

C.核心頻率過高

D.并行度不足

16.以下哪個不是GPU并行計算編程模型？（）

A.CUDA

B.OpenCL

C.DirectX

D.OpenGL

17.以下哪個不是GPU并行計算中的內存優(yōu)化策略？（）

A.數(shù)據壓縮

B.數(shù)據對齊

C.內存共享

D.內存合并

18.以下哪個不是GPU并行計算中的性能指標？（)

A.FLOPS

B.MemoryBandwidth

C.Throughput

D.Latency

19.以下哪個不是GPU并行計算中的并行算法？（）

A.prefixsum

B.matrixmultiplication

C.quicksort

D.binarysearch

20.以下哪個不是GPU并行計算中的同步機制？（）

A.Barrier

B.Semaphore

C.Mutex

D.Event

（以下為答題紙）：

1.__________

2.__________

3.__________

4.__________

5.__________

6.__________

7.__________

8.__________

9.__________

10.__________

11.__________

12.__________

13.__________

14.__________

15.__________

16.__________

17.__________

18.__________

19.__________

20.__________

二、多選題（本題共20小題，每小題1.5分，共30分，在每小題給出的四個選項中，至少有一項是符合題目要求的）

1.GPU并行計算相比于CPU有哪些優(yōu)勢？（）

A.更多的計算核心

B.更高的內存帶寬

C.更低的功耗

D.更適合串行計算

2.以下哪些是CUDA的核心概念？（）

A.Grid

B.Block

C.Thread

D.CPU

3.以下哪些技術可以提高GPU的內存使用效率？（）

A.內存合并

B.數(shù)據對齊

C.緩存優(yōu)化

D.預取技術

4.以下哪些是OpenCL的特點？（）

A.跨平臺

B.跨設備

C.只能在NVIDIAGPU上運行

D.高性能

5.以下哪些因素會影響GPU的并行計算性能？（）

A.線程數(shù)量

B.內存帶寬

C.核心頻率

D.環(huán)境溫度

6.以下哪些是常見的GPU并行計算應用場景？（）

A.物理模擬

B.視覺特效

C.數(shù)據分析

D.網絡安全

7.以下哪些是NVIDIAGPU架構的特點？（）

A.SMP

B.SIMT

C.CUDA核心

D.Fermi架構只支持單精度浮點運算

8.以下哪些技術可以用于優(yōu)化GPU并行計算的內存訪問？（）

A.共享內存

B.常量內存

C.紋理內存

D.寄存器

9.以下哪些是AMDGPU的架構？（）

A.GCN

B.Vega

C.Navi

D.Kepler

10.以下哪些是并行算法的特點？（）

A.并行度

B.數(shù)據依賴性

C.同步機制

D.串行執(zhí)行

11.以下哪些是并行計算中的同步機制？（）

A.Barrier

B.Semaphore

C.Mutex

D.Pipeline

12.以下哪些因素可能導致GPU并行計算的效率下降？（）

A.內存碎片

B.線程分支

C.內存乒乓

D.過度并行化

13.以下哪些是并行計算中的性能瓶頸？（）

A.計算能力

B.內存帶寬

C.延遲

D.線程切換

14.以下哪些是并行計算中提高性能的方法？（）

A.算法優(yōu)化

B.數(shù)據局部性優(yōu)化

C.并行度提高

D.降低并行度

15.以下哪些是GPU并行計算中使用的編程模型？（）

A.CUDA

B.OpenCL

C.DirectX

D.OpenGL

16.以下哪些是影響GPU內存帶寬的因素？（）

A.內存類型

B.內存頻率

C.數(shù)據寬度

D.內存控制器

17.以下哪些技術可以提高GPU并行計算的能效比？（）

A.動態(tài)電壓頻率調整

B.熱設計功耗限制

C.多任務調度

D.CPU輔助計算

18.以下哪些是并行計算中數(shù)據依賴性的類型？（）

A.數(shù)據流依賴

B.控制依賴

C.輸出依賴

D.無依賴

19.以下哪些是并行計算中的數(shù)據并行模式？（）

A.單指令流多數(shù)據流(SIMD)

B.多指令流多數(shù)據流(MIMD)

C.單指令流單數(shù)據流(SISD)

D.多指令流單數(shù)據流(MISD)

20.以下哪些是并行計算中的任務并行模式？（）

A.分治法

B.數(shù)據分解

C.功能分解

D.流水線

（以下為答題紙）：

1.__________

2.__________

3.__________

4.__________

5.__________

6.__________

7.__________

8.__________

9.__________

10.__________

11.__________

12.__________

13.__________

14.__________

15.__________

16.__________

17.__________

18.__________

19.__________

20.__________

三、填空題（本題共10小題，每小題2分，共20分，請將正確答案填到題目空白處）

1.CUDA是NVIDIA推出的并行計算平臺和編程模型，全稱是__________。

2.GPU中的SM（StreamMultiprocessors）主要負責處理__________。

3.在CUDA編程中，一個grid由多個__________組成。

4.__________是一種并行計算模型，它允許軟件開發(fā)人員和研究人員利用GPU進行通用計算。

5.GPU的內存帶寬是指GPU在單位時間內能夠傳輸?shù)腳_________。

6.__________是一種用于異構計算的平臺，它支持多種設備類型。

7.在并行計算中，__________是指多個任務同時執(zhí)行的能力。

8.__________是指GPU上執(zhí)行的計算任務與CPU上的任務在時間上的重疊。

9.__________是衡量GPU性能的一個重要指標，它表示每秒浮點運算的次數(shù)。

10.__________是一種優(yōu)化技術，通過將數(shù)據存儲在更接近GPU計算核心的地方來提高內存訪問速度。

四、判斷題（本題共10小題，每題1分，共10分，正確的請在答題括號中畫√，錯誤的畫×）

1.GPU并行計算主要適用于需要大量浮點運算的任務。（）

2.CUDA和OpenCL是兩種完全不同的并行計算平臺，它們之間沒有任何關聯(lián)。（）

3.在GPU并行計算中，線程數(shù)量越多，性能提升越明顯。（）

4.GPU的內存帶寬與顯存頻率和位寬直接相關。（）

5.并行計算中的數(shù)據依賴性會導致性能下降。（）

6.在CUDA中，一個block內的所有線程都必須執(zhí)行相同的程序代碼。（）

7.OpenCL是專門為NVIDIAGPU設計的并行計算框架。（）

8.GPU的并行計算能力只受限于硬件規(guī)格，與軟件優(yōu)化無關。（）

9.在并行計算中，算法的并行度越高，性能提升越顯著。（）

10.并行計算中的任務并行和數(shù)據并行是互斥的，一個算法只能采用其中一種模式。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題10分，共40分）

1.請簡述GPU并行計算的基本原理及其相對于CPU并行計算的優(yōu)勢。

2.以一個具體的并行計算問題為例，說明如何使用CUDA進行編程，并簡要描述CUDA程序的執(zhí)行流程。

3.請比較OpenCL和CUDA在編程模型、適用范圍和性能特點等方面的異同。

4.在進行GPU并行計算優(yōu)化時，有哪些常見的內存優(yōu)化策略和并行算法優(yōu)化策略？請舉例說明。

標準答案

一、單項選擇題

1.C

2.B

3.C

4.D

5.B

6.D

7.D

8.C

9.D

10.D

11.D

12.C

13.C

14.D

15.D

16.C

17.A

18.D

19.D

20.D

二、多選題

1.ABC

2.ABC

3.ABCD

4.AB

5.ABC

6.ABCD

7.ABC

8.ABC

9.ABC

10.ABC

11.ABC

12.ABC

13.ABC

14.ABC

15.ABC

16.ABCD

17.ABC

18.ABC

19.AB

20.ABC

三、填空題

1.ComputeUnifiedDeviceArchitecture

2.線程塊的執(zhí)行

3.block

4.OpenCL

5.數(shù)據量

6.OpenMP

7.并行性

8.異構計算

9.FLOPS

10.緩存優(yōu)化

四、判斷題

1.√

2.×

3.×

4.√

5.√

6.√

7.×

8.×

9.√

10.×

五、主觀題（參考）

1.GPU并行計算基于大規(guī)模并行處理單元，能同時處理大量數(shù)據，優(yōu)勢在于高并發(fā)、高吞吐量。相對CPU，