CUDA nedir ve CUDA çekirdeği nedir?

CUDA (Compute Unified Device Architecture), NVIDIA tarafından oluşturulan paralel bir hesaplama platformu ve uygulama programlama arayüzüdür (API). Geliştiricilerin genel amaçlı hesaplama görevleri için NVIDIA GPU'larının (Grafik İşleme Birimleri) gücünden yararlanmalarını sağlayarak, paralel işlemeden faydalanabilen uygulamalar için önemli performans iyileştirmeleri sağlar.

CUDA’nın Temel Özellikleri:

1. Paralel Hesaplama : CUDA, binlerce iş parçacığının aynı anda yürütülmesini sağlayarak, bilimsel simülasyonlar, görüntü işleme ve makine öğrenimi gibi paralelleştirilebilen görevler için uygun hale getirir.
2. C/C++ Desteği : CUDA, C ve C++ programlama dillerini genişleterek geliştiricilerin doğrudan GPU üzerinde çalışan programlar yazmalarına olanak tanır.
3. Kütüphaneler ve Araçlar : NVIDIA, GPU programlamayı basitleştirmek ve performansı optimize etmek için bir dizi kütüphane (örneğin cuBLAS, cuDNN) ve araç (örneğin CUDA Toolkit, Nsight) sağlar.

ÖRNEK: 

Örnekte RX7700 XT ekran kartıyla RTX 4070 ekran kartı karşılaştırması görülüyor. Bu karşılaştırmanın CUDA kısmında 4070'in daha çok çekirdeğe sahip olduğunu görüyorsunuz. 

Her iki ekran kartı 12 GB ve 192 Bit değerlere sahip ve AMD RX 7700 XT Vram saat hızı bakımından biraz daha iyi olmasına rağmen bant genişliği açısından biraz geride kalıyor. 

Bunun yanında 4070 daha az güç gereksinimine sahipken 7700 XT daha fazla güç tüketiyor.

Performanslarına baktığımız zaman 4070'in daha az güçle daha yüksek performans vermesinin temel sebepleri;

• CUDA çekirdeklerinin daha fazla oluşu
• Çekirdek saat hızının biraz yüksek oluşu
• Bant genişliğinin yüksek oluşu

Baktığımız zaman 4070'in artıları bu şekilde sıralanabilir ve CUDA kartın performans artışında önemli bir etkendir.

Yine de fiyat performans açısından bakarsak RX 7700 XT ön plana çıkmaktadır.

Eğer bir karşılaştırma sitesinde bakıyor ya da istediğiniz ekran kartının detaylı özelliklerini inceliyorsanız muhtemelen CUDA Core'u Türkçe'de "GPU Çekirdeği" olarak görebilirsiniz. Aşağıdaki görnekte aynı ekran kartları üzerinden inceleme yapabilirsiniz.

CUDA Çekirdekleri:

CUDA çekirdekleri, bir NVIDIA GPU'nun içindeki CUDA programının talimatlarını yürüten temel işlem birimleridir. Her CUDA çekirdeği birden fazla iş parçacığını işleyebilir ve hesaplamalar için gereken aritmetik işlemleri gerçekleştirir.

CUDA Çekirdekleri Hakkında Önemli Noktalar:

• Paralel Yürütme : Bir GPU binlerce CUDA çekirdeğini içerebilir ve bu sayede aynı anda birçok hesaplama yapılabilir.
• SIMD Mimarisi : CUDA çekirdekleri Tek Talimat, Çoklu Veri (SIMD) mimarisini takip eder, bu da aynı talimatı birden fazla veri noktasında eş zamanlı olarak yürütebilecekleri anlamına gelir.
• Performans : Bir GPU'daki CUDA çekirdeklerinin sayısı genellikle paralel görevlerdeki performansıyla ilişkilidir, ancak saat hızı, bellek bant genişliği ve mimari gibi diğer faktörler de önemli roller oynar.

Çözüm

Özetle CUDA, NVIDIA GPU'larını kullanan paralel hesaplama için güçlü bir platformdur ve CUDA çekirdekleri, çeşitli alanlarda yüksek performanslı uygulamalara olanak tanıyan hesaplamaları gerçekleştiren temel birimlerdir.