Computing

이 포스터는 coursera의 Introduction to OpenCL on FPGA 강좌를 바탕으로 작성되었습니다. Parallel Computing이 필요한 이유 : Single CPU 성능 향상의 벽 Single CPU의 성능이 더욱 좋아질수록 프로그램의 실행 속도는 빨라질 것이다. 하지만 single CPU의 성능을 제한하는 3가지 벽(wall)들이 존재하는데, 바로 다음과 같다. Power wall Intruction-level parallelism wall Memory wall Single CPU의 성능이 증가할수록 CPU가 소모하는 파워가 증가하는데, 그에 따라 CPU의 발열량도 증가한다. 따라서 CPU의 성능이 증가하다 보면 더 이상 일반적인 쿨링 시스템으로는 감당 못하는 발열이 발생하는 ..

이 자료는 김태현 교수님의 양자 컴퓨팅 및 정보의 기초 강의를 바탕으로 정리하였습니다. 양자 알고리즘의 필요성 : 관측의 저주 양자 컴퓨팅의 장점은 양자의 superposition (중첩) 성질을 활용한 양자 병렬성을 이용할 수 있다는 것이다. 기존의 디지털 회로의 한 bit는 0과 1 중에 하나의 상태만을 가질 수 있다. 예를 들어 1bit를 나타내는 하나의 cell 내 전압이 5V 이상이면 신호 1로 해석하고, 0V에 가까우면 신호 0으로 해석한다. 그에 비해 양자 회로의 한 qubit는 양자의 superposition 성질을 이용하여 0 또는 1 뿐만 아니라 0과 1 상태를 동시에 가질 수 있다. 이전 포스터에서 볼 수 있듯, 이러한 중첩 상태의 qubit를 이용하면 qubit가 0일 때의 값과 1..

2022.05.02 - [가속기 Accelerator/Quantum Computing] - 양자컴퓨팅 - 4 : Quantum Entanglement (양자 얽힘, 슈뢰딩거의 고양이) 이 자료는 김태현 교수님의 양자 컴퓨팅 및 정보의 기초 강의를 바탕으로 정리하였습니다. 양자 병렬성 Quantum Parallelism 양자 회로는 양자 병렬성을 이용하여 빠른 계산이 가능하다. 양자 병렬성은 양자 회로가 디지털 회로에 비해 빠를 수 있는 이유 중 하나로 양자의 상태 중첩 (Superposition) 을 이용한 특징이다. 다음 Fig 1.과 같이 입력 X에 따라 값을 출력하는 함수 F (unitary operation)이 있다고 하자. X는 F의 입력으로 들어가고, 그 결과 X의 상태가 진화한다. 이후 진화..

High Level Languages for FPGA Programming : SYCL 2022.03.23 - [가속기 Accelerator/FPGA] - FPGA Design Concepts - 1 : Overview 이전 글에서 FPGA 프로그래밍을 위한 high level languages 개념 및 SYCL에 대해서 배웠다. 일반적으로 FPGA 프로그래밍을 한다는 것은 hardware description language(HDL)을 통해 회로가 어떻게 구성되는 지를 그리고 다른 IP core를 통합하여 실행가능한 회로를 만든다. 이를 컴파일하면 실제 FPGA 칩내에 회로를 구성할 수 있다. SYCL은 C언어의 확장으로, 일반 소프트웨어 개발자에게 익숙하지 않은 HDL을 쓰지 않고도 SYCL C를 통..

2022.04.25 - [가속기 Accelerator/Quantum Computing] - 양자컴퓨팅 - 3 : Quantum Circuit & No Cloning Theorem 이 자료는 김태현 교수님의 양자 컴퓨팅 및 정보의 기초 강의를 바탕으로 정리하였습니다. Bell Basis 두 개의 qubits A, B가 있을 때, A, B의 상태를 동시에 나타내는 벡터 |v⟩는 A, B의 hilbert 공간의 텐서곱에 포함된다[1]. 이때 A, B의 hilbert 공간의 텐서곱 또한 hilbert 공간이다. 이를 식으로 나타내면 다음과 같다. 이때 새로운 hilbert 공간 H의 basis는 다음과 같은 벡터 4개로 표현될 수 있다. 간단하게 |00⟩, |01⟩, |10⟩, |11⟩로도 표현할 수 있다. 뿐..

2022.04.06 - [가속기 Accelerator/Quantum Computing] - 양자컴퓨팅 - 2 : Two Qubits Gate & Tensor Product 이 자료는 김태현 교수님의 양자 컴퓨팅 및 정보의 기초 강의를 바탕으로 정리하였습니다. Quantum circuit 예제 Fig 1.은 quantum circuit의 예제를 보여준다. Quantum circuit은 마치 악보와 같이 가로선이 있고, 그 선에 operation을 그리는(적용하는) 방식으로 작성된다. q0, q1, q2는 각각 qubit를 나타내며(Fig 1.은 3 qubits 회로), c는 digital 신호를 나타낸다. 박스 H, X와 같은 operation은 해당 qubit에 적용되는 operation을 의미하며, o..

cuDNN cuDNN 8.0 부터 도입된 cuDNN backend API는 network 생성과 execution을 분리하여 성능상의 이점을 가져온다. 프로그래머는 코드 상에서 미리 deep learning primitives들의 graph(network)를 선언한다. 빌드 과정에서 graph는 최적화되며, 주로 operation fusion을 예로 든다. 컴파일 단계에서 operation(kernel)들을 하나의 operation로 만들어 최적화하는 기법인데 kernel launch overhead를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 불필요한 메모리 I/O도 줄일 수 있다. 이러한 cuDNN backend API는 CUDA Graphs를 기반으로 만들어졌다고 한다. 이번 포스터에서는 [1], [2], [3]..

2022.03.28 - [가속기 Accelerator/Quantum Computing] - 양자컴퓨팅 - 1 : Qubit & Gate 이 자료는 김태현 교수님의 양자 컴퓨팅 및 정보의 기초 강의를 바탕으로 정리하였습니다. Two Qubits Gate 양자컴퓨팅 : Qubit & Gate Qubit 양자 정보를 담는 최소 단위로, 양자 컴퓨터로 계산할 때의 기본 단위[1]이다. 일반 컴퓨터에서 bit를 이용하여 정보를 표현하듯, 양자 컴퓨터에서는 qubit을 이용하여 정보를 표현한다. Bit는 0 computing-jhson.tistory.com 앞서 qubit과 single qubit을 입력으로 받는 gate들에 대하여 정리하였다. 오늘 qubit 입력을 두개를 받는 two qubits gate에 대하..