Este projeto tem por objetivo utilizar o metodo de Monte Carlo para econtrar uma aproximação do valor de PI de forma distribuida com uso de CUDA para fins academicos através de uma GPU NVIDIA, neste caso uma Geforce GTX 1650. Este projeto segue o modelo SPMD ao qual cada tarefa worker executará o mesmo codigo com carga de trabalho igual e irá gerar dados diferentes randomicos, e retornará os dados para o processo master/pai/host.
O projeto encontra-se com os seguintes arquivos:
- main.cu: Arquivo cuda base ou host ou master ao qual contem o codigo fonte que servirá como ponto de partida para as execuções.
- kernels.cu: Arquivo cuda que contem os codigos a serem executados pelo worker.
- kernels.cuh: Biblioteca cuda utilizada para fazer um link entre os codigos de main.cu e kernels.cu.
- Makefile: Arquivo utilizado para facilitar a compilação dos códigos de main.cu e kernels.cu.
Neste arquivo é feito todo setup do projeto e sua inicialização. Sendo o master, este codigo possui as variaveis de controle, assim como chama o setup dos workers e os próprios workers, coletando os dados dos mesmos e fazendo o calculo do valor aproxmado de PI. As variaveis de controle com seus respectivos significados são:
- r: raio da circunferencia
- n: numero de threads
- m: pontos por thread
Neste arquivo possui o setup dos workers e os calculos que estes deveram fazer, ao qual é feita a colocação dos pontos aleatoriamente e separação daqueles que se encontram dentro da circunferencia, a fim de enviar para o master ou host.
Como já visto, este projeto utiliza CUDA sendo requisito principal tanto para compilar como para executar os códigos nas GPUs NVIDIA apenas. Cuda utiliza C/C++ sendo então esta linguagem requisito tambem
Para instalação de CUDA basta seguir a documentação a seguir:
A fim de facilitar a compilação foi criado o arquivo Makefile que através do comando make, ao qual normalmente vem instalado nos sistema linux mas que tambem tem versões para sistemas windows.
- Utilizando a Makefile basta utilizar o comando:
make
Para utilizar o projeto basta executar o arquivo main gerado na compilação, exemplificado asseguir:
$ ./main
Monte Carlo PI Approximation calculated on GPU was 3.14158 and took 10609 ms to calculate
- Para r = 32, n = 1024 e m = 100
Monte Carlo PI Approximation calculated on GPU was 3.13898 and took 0 ms to calculate
- Para r = 128, n = 20 e m = 250000
Monte Carlo PI Approximation calculated on GPU was 3.14162 and took 46 ms to calculate
- Para r = 128, n = 16384 e m = 100
Monte Carlo PI Approximation calculated on GPU was 3.14116 and took 15 ms to calculate
- Para r = 256, n = 65536 e m = 20000
Monte Carlo PI Approximation calculated on GPU was 3.14158 and took 10781 ms to calculate
Na confecção deste projeto foi utilizado como base este video ao qual o codigo fonte encontra-se no bitbucket