gpuArray

要将数据从 CPU 传输到 GPU，请使用 gpuArray 函数。

创建一个数组 X。

X = [1,2,3];

将 X 传输到 GPU。

G = gpuArray(X);

检查数据是否在 GPU 上。

isgpuarray(G)

ans = logical
   1

计算数组 G 的逐元素平方。

GSq = G.^2;

将结果 GSq 传回 CPU。

XSq = gather(GSq)

XSq = 1×3

     1     4     9

检查数据不在 GPU 上。

isgpuarray(XSq)

ans = logical
   0

您可以通过使用一些 MATLAB 函数并指定选项 gpuArray" 直接在 GPU 上创建数据。

直接在 GPU 上创建随机数数组。

G = rand(1,3,"gpuArray")

G =

    0.3640    0.5421    0.6543

检查输出是否存储在 GPU 上。

isgpuarray(G)

ans = logical
   1

此示例显示如何使用启用 gpuArray 的 MATLAB 函数来操作 gpuArray 对象。您可以使用gpuDevice函数检查 GPU 的属性。

gpuDevice

ans = 
  CUDADevice with properties:

                 Name: 'NVIDIA RTX A5000'
                Index: 1 (of 2)
    ComputeCapability: '8.6'
          DriverModel: 'TCC'
          TotalMemory: 25544294400 (25.54 GB)
      AvailableMemory: 24734105600 (24.73 GB)
      DeviceAvailable: true
       DeviceSelected: true

  Show all properties.

创建一个重复值从 -15 到 15 的行向量。要将其传输到 GPU 并创建 gpuArray 对象，请使用 gpuArray函数。

X = [-15:15 0 -15:15 0 -15:15];
gpuX = gpuArray(X);
whos gpuX

  Name      Size            Bytes  Class       Attributes

  gpuX      1x95              760  gpuArray              

要操作 gpuArray 对象，请使用任何启用 gpuArray 的 MATLAB 函数。MATLAB 自动在 GPU 上运行计算。有关详细信息，请参阅在 GPU 上运行 MATLAB 函数。例如，将 diag、expm、mod、round、abs 和 fliplr 一起使用。

gpuE = expm(diag(gpuX,-1)) * expm(diag(gpuX,1));
gpuM = mod(round(abs(gpuE)),2);
gpuF = gpuM + fliplr(gpuM);

绘制结果。

imagesc(gpuF);
colormap(flip(gray));

如果需要将数据从 GPU 传回，请使用 gather。将数据传输回 CPU 的成本可能很高，并且通常没有必要，除非您需要将结果与不支持 gpuArray 的函数一起使用。

result = gather(gpuF);
whos result

  Name         Size            Bytes  Class     Attributes

  result      96x96            73728  double              

一般来说，由于 GPU 和 CPU 之间的数值精度和算法差异，在 CPU 和 GPU 上运行代码会产生不同的结果。CPU 和 GPU 的答案都是对真实分析结果同样有效的浮点近似值，只是在计算过程中受到了不同的舍入行为的影响。在这个示例中，结果是整数，并且 round 消除了舍入误差。

此示例说明如何使用 MATLAB 函数和运算符与 gpuArray 对象通过蒙特卡罗积分方法计算函数的积分。

定义要采样的点数。通过使用 [-1,1] 函数创建随机点，在函数的定义域中对 x 和 y 坐标中的区间 rand 进行采样。要直接在 GPU 上创建随机数组，请使用 rand 函数并指定“gpuArray"。有关详细信息，请参阅在 GPU 上建立数组。

n = 1e6;
x = 2*rand(n,1,"gpuArray")-1;
y = 2*rand(n,1,"gpuArray")-1;

定义要积分的函数，并对其使用蒙特卡罗积分公式。该函数通过对单位圆内的点进行采样来近似 $$\pi$$ 的值。由于代码在 gpuArray 对象上使用启用 gpuArray 的函数和运算符，因此计算会自动在 GPU 上运行。您可以使用与 MATLAB 数组相同的语法执行二元运算，例如逐元素乘法。有关启用 gpuArray 的函数的更多信息，请参阅 在 GPU 上运行 MATLAB 函数。

f = x.^2 + y.^2 <= 1;
result = 4*nnz(f)/n

result = 3.1433