| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-16页 |
| 1.1 课题背景 | 第10-12页 |
| 1.1.1 油气勘探与集群 | 第10-11页 |
| 1.1.2 异构系统 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外现状 | 第12-14页 |
| 1.2.1 CPU-GPU 异构计算现状 | 第12-13页 |
| 1.2.2 CPU-GPU 异构集群在地震勘探领域的应用 | 第13-14页 |
| 1.3 主要研究内容 | 第14-15页 |
| 1.4 章节安排 | 第15-16页 |
| 第二章 地震偏移与异构计算 | 第16-32页 |
| 2.1 地震偏移 | 第16-21页 |
| 2.1.1 偏移概述 | 第16-17页 |
| 2.1.2 偏移类型 | 第17-18页 |
| 2.1.3 主流偏移算法 | 第18-19页 |
| 2.1.4 偏移的计算特性 | 第19-21页 |
| 2.2 异构计算 | 第21-29页 |
| 2.2.1 异构系统模型 | 第22-23页 |
| 2.2.2 GPU 计算发展 | 第23-26页 |
| 2.2.3 典型异构系统 | 第26-29页 |
| 2.3 面临的挑战 | 第29-31页 |
| 2.3.1 并行体系结构的利用 | 第30页 |
| 2.3.2 异构集群的部署与使用 | 第30-31页 |
| 2.4 本章小结 | 第31-32页 |
| 第三章 异构节点数据通信瓶颈分析与应对 | 第32-43页 |
| 3.1 异构节点瓶颈分析 | 第32-35页 |
| 3.1.1 异构节点拓扑 | 第32-34页 |
| 3.1.2 非一致访问 | 第34-35页 |
| 3.1.3 总线竞争 | 第35页 |
| 3.2 通过测试量化评估瓶颈 | 第35-39页 |
| 3.2.1 微基准测试 | 第36-37页 |
| 3.2.2 非一致访问测试与分析 | 第37-39页 |
| 3.2.3 总线竞争测试与分析 | 第39页 |
| 3.3 优化策略与效果评价 | 第39-42页 |
| 3.3.1 避免瓶颈的策略 | 第40页 |
| 3.3.2 常用偏移数值方法测试 | 第40-42页 |
| 3.4 本章小结 | 第42-43页 |
| 第四章 基于 Fermi 微体系结构的性能优化 | 第43-63页 |
| 4.1 Fermi 剖析 | 第43-48页 |
| 4.1.1 从 SIMD 角度认识 GPU | 第43-45页 |
| 4.1.2 Fermi 指令集 | 第45-47页 |
| 4.1.3 Fermi 微体系结构 | 第47-48页 |
| 4.2 微基准测试方法 | 第48-50页 |
| 4.2.1 计时 | 第48-49页 |
| 4.2.2 一般结构 | 第49-50页 |
| 4.3 测试结果分析 | 第50-58页 |
| 4.3.1 指令发射开销 | 第50页 |
| 4.3.2 算术流水线 | 第50-54页 |
| 4.3.3 时延掩盖 | 第54-55页 |
| 4.3.4 一级缓存 | 第55页 |
| 4.3.5 共享内存、常数内存与纹理内存 | 第55-56页 |
| 4.3.6 全局内存 | 第56-58页 |
| 4.4 快速傅里叶变换性能优化 | 第58-62页 |
| 4.4.1 傅里叶变换在偏移中的应用 | 第58页 |
| 4.4.2 基准快速傅里叶变换程序 | 第58-59页 |
| 4.4.3 性能分析 | 第59-60页 |
| 4.4.4 优化与测试结果 | 第60-62页 |
| 4.5 本章小节 | 第62-63页 |
| 第五章 SIMD 分支优化策略 | 第63-73页 |
| 5.1 GPU 的条件分支 | 第63-65页 |
| 5.2 分支优化策略 | 第65-69页 |
| 5.2.1 聚合 | 第65-68页 |
| 5.2.2 提取 | 第68-69页 |
| 5.3 测试与结果分析 | 第69-71页 |
| 5.3.1 聚合测试 | 第69-71页 |
| 5.3.2 提取测试 | 第71页 |
| 5.4 本章小结 | 第71-73页 |
| 第六章 实际偏移处理测试 | 第73-80页 |
| 6.1 测试环境介绍 | 第73-75页 |
| 6.1.1 集群架构 | 第73-74页 |
| 6.1.2 节点组成 | 第74-75页 |
| 6.1.3 偏移处理 | 第75页 |
| 6.1.4 混合编程 | 第75页 |
| 6.2 实际测试与结果分析 | 第75-79页 |
| 6.2.1 原始数据 | 第75-76页 |
| 6.2.2 本文的优化贡献 | 第76-77页 |
| 6.2.3 结果分析 | 第77-79页 |
| 6.3 本章小结 | 第79-80页 |
| 总结 | 第80-82页 |
| 参考文献 | 第82-88页 |
| 致谢 | 第88页 |