Dissertação
Real-Time Digital Audio Signal Convolution in Heterogeneous Computing Systems EVALUATED
Esta tese explora a convolução de sinais de áudio digital em tempo real em sistemas de computação heterogéneos, particularmente para processadores CPU (Unidade Central de Processamento) e GPU (Unidade de Processamento Gráfico), utilizando SYCL, um modelo de programação moderno baseado em C++ para sistemas de computação heterogéneos. Implementações tradicionais baseadas em CPU enfrentam dificuldades em cumprir os requisitos de baixa latência sob cargas computacionais elevadas resultantes de tarefas intensas de áudio, o que motiva a necessidade de algoritmos eficientes que utilizem as capacidades de processamento paralelo de sistemas heterogéneos. Nesta dissertação, foram desenvolvidos e avaliados algoritmos de convolução em tempo real otimizados para dispositivos CPU e GPU, bem como estratégias de buffering para a técnica de overlap-save. Os resultados mostraram que uma abordagem de buffer por deslocação é superior a implementações circulares, devido ao custo associado à indexação complexa durante a realização da convolução. Nos testes realizados na GPU discreta, o mecanismo de buffering obteve os melhores resultados quando implementado no dispositivo. Para a convolução não dividida, uma implementação linear superou uma implementação baseada em FFT nos CPUs e GPU integrado testados, o que contraria o comportamento geralmente descrito na literatura para estes algoritmos. Foi também proposta uma nova implementação para a convolução dividida uniformemente, que melhorou significativamente o desempenho na GPU discreta testada em relação à implementação existente considerada estado da arte. Estes resultados destacam a eficácia das implementações em SYCL, para alcançar desempenho em tempo real sem dependência de aceleradores de hardware especializados.
novembro 21, 2024, 9:0
Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente
Orientação
ORIENTADOR
Leonel Augusto Pires Seabra de Sousa
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)
Professor Catedrático
ORIENTADOR
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)
Professor Associado