基于多核CPU和多GPU的节点内部并行混合渲染模型

简介：
本研究提出了一种创新性的混合渲染模型，充分利用多核CPU与多GPU的优势，在单个计算节点内实现高效的并行处理，显著提升图形渲染的速度和质量。 分布式并行绘制集群节点可以通过配置多核CPU和多个GPU来构建一个高效的多CPU多GPU系统。然而，现有的节点内并行绘制模型并没有充分利用多核CPU的强大计算能力，并且将绘制、读回以及合成阶段串在一起导致大量的GPU闲置时间，严重影响了系统的性能。 我们提出了一种新的高效并行绘制模型，在这个模型中通过结合软件和硬件的绘制方法来分离出硬件绘图与图像合成功能。同时利用DMA异步传输机制构建了一个三段式的并行绘制流水线：包括绘制、读回以及合成三个部分，这样可以显著减少GPU资源的闲置时间，并且提高了CPU资源利用率。 相比现有的节点内并行模型，我们的混合并行绘制模型不仅可以降低GPU资源浪费率，还能提高CPU使用效率。理论分析和实验结果表明，在相同的应用场景下采用这种新的并行混合绘制模型性能可以达到现有方法的3至4倍，并且具有更好的数据扩展性和更高的性能扩展性。