Clustering mittels Grafikprozessor

Präsentation zum Thema: "Clustering mittels Grafikprozessor"—  Präsentation transkript:

1 Clustering mittels Grafikprozessor
Diplomarbeit Clustering mittels Grafikprozessor Robert Noll betreut von Prof. Dr. Christian Böhm Bianca Wackersreuther

2 Clustering mittels Grafikprozessor
Grafikkarten : Computerspiele mit realistischer 3D-Grafik viel Leistung, geringe Preise rasante Weiterentwicklung programmierbare Shader

3 Clustering mittels Grafikprozessor
Floating Point Operations Per Second

4 Clustering mittels Grafikprozessor
Memory Bandwidth

5 Clustering mittels Grafikprozessor
Massiv Parallel (hunderte von Threads)‏ Daten-Parallel, SIMD simple Befehle, aber schnell

6 Clustering mittels Grafikprozessor
NVIDIA CUDA SDK: Direkter Speicherzugriff (statt Texturen)‏ Scatter-Write (keine Adress-Beschränkung)‏ Atomare Operationen Shared Memory Cache (Register)‏ erweiterte C Syntax Emulator funktioniert ohne Grafik-Karte

7 Clustering mittels Grafikprozessor
K-Means Clustering 1 Thread pro Datenpunkt GPU berechnet Zuordnung und Abstand

8 Clustering mittels Grafikprozessor
K-Means 8D k=1024 CPU GPU um Faktor 5-8 schneller

9 Clustering mittels Grafikprozessor
DBScan Clustering density-based Clustering Nachbarn im ℰ Radius Kernpunkt wenn ≥ minPts Cluster ausbreiten

10 Clustering mittels Grafikprozessor
DBScan Variante auf GPU mehrere Seeds parallel Nachbar-Markierung Kollisionen

11 Clustering mittels Grafikprozessor
GPU-DBScan Kollisionsbehandlung Erkennung durch AtomicOps old := AtomicMax(addr,new); Eintrag in Connection Matrix

12 Clustering mittels Grafikprozessor
GPU-DBScan Connection Matrix Finale Cluster ID erst bei Abschluss einer Kette Tabelle mit Finalen Cluster ID's für Seeds Abschluss 1, neue ID ID ausbreiten neuer Seed Connection Matrix (Bits)‏ Finale Cluser ID Tabelle

13 Clustering mittels Grafikprozessor
DBScan 8D minPts=4 ℰ=0.01 CPU GPU um Faktor 5-7 schneller

14 Clustering mittels Grafikprozessor
Zusammenfassung viel Leistung, niedrige Preise massiv Parallel technische Einschränkungen Vielen Dank für die Aufmerksamkeit !