クーダでハニワ / MIERUNE BBQ #12

by MIERUNE

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©OpenStreetMap contributors Hidekazu Takami クーダでハニワ 1

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©Project PLATEAU / MLIT Japan へっぽこプログラマーの悩み 2

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 3 PCでを描きたい！！

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 4 をめちゃ高速で！！

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 5 のであれば

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 自己紹介 6 で

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 7 格闘家[ミルコ・クロコップ

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©Project PLATEAU / MLIT Japan = 8 Compute Unified Device Architecture NVIDIA CEO ジェンスン・フアン⽒

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 9 = マンデルブロ集合

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 自己紹介 10 で

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©OpenStreetMap contributors へっぽこプログラマ NVIDIAのGPUを使ってCUDAを利用し、マンデルブロ集合を描くとめちゃくちゃ早く作成できるよでもNVIDIAのGPUお値段高いけどね、革ジャンさん安く売ってよ、おねがい！！ 11

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 高見英和自己紹介 Takami Hidekazu ● おもにバックエンド担当することがおおい ● 動的型付け言語（Pythonなど）はやや苦手 ● ロードバイクとバイオリンが趣味かな～ 12

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 自己紹介 13 マンデルブロ集合（ハニワ）

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 14 わからん！！

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 15 複素数

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 16 実数（実部）＋虚数（虚部） 1＋1i

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 17 0 １ ▼ 2 -2 √２ ▼ 実数

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 18 0 ２i -２i 1＋1i 虚数

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 19 0 ２i -２i 1＋1i -２２

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 20 漸化式（ぜんかしき）

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 21 Z０＝０ Zｎ＋1 ＝Zｎ＋C 2 ここに複素数の値をいれる（描画位置の値） 1＋1i

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 22 Z０＝０ Z２＝(1+1i)＋(1+1i) 2 Z1 ＝０＋(1+1i) 2

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 23 1000回繰り返して Zの値の絶対値が２を超えると黒それ以外は白とする 1＋1i ０.4＋0.6i

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 24 つまり

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 25 1000X1000画像を作るには 1000x1000x1000回（十億回）の計算が必要になる

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 26 0 ２i -２i 1＋1i -２２ 0.0 0.1000 1000.0 1000.1000

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 27 マンデルブロ集合はフラクタルな図形なのでどこまでも拡大できる１０万倍縦横幅２縦横幅０．０００0２

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 28 色の付け方 HSV色空間 ● 色相 (Hue) ● 彩度 (Saturation, Chroma) ● 明度 (Value, Brightness) 漸化式で２を超えるまでの回数(n)を３６０度で表現する色が決定する

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 29 サンプルコード C++ X軸ループ、Y軸ループ、漸化式ループの３重ループ

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 30 サンプルコード C++

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 31 高速にするにはGPU(CUDA)を使う

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 32 GPUで三角形ばっかり描くのはもったいない。そのスーパーな並列処理をなんにでも使えるようにしたら？

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 33 CUDAコアを作って▲もかけるが、いろいろな計算もできるようにした！しかもライブラリーも作ったよ！ (cuda toolkit)

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 34 CUDAコア SM

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 38 CPUで利用されるメモリとGPUで利用されるメモリは別の場所にあるためホスト側のメモリ情報をデバイス側へ転送するカーネルを使って同時並行処理するデバイス側のメモリ情報をホスト側に戻す

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©Project PLATEAU / MLIT Japan 45 速度比較 CPUシングルスレッド：10070.4 ms(10s) GPU(CUDA) ：75.90 ms （０．８ｓ） CPUマルチスレッド：1352.06 ms (1s) Intel i5 （12スレッド）（GTX1070 1920コア）

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©OpenStreetMap contributors ● PCでハニワ（マンデルブロ集合）を描きたい ● CUDAを使うとマンデルブロ集合は高速に描ける ● CUDAのプログラミングは意外と簡単 ● CPU側とGPU側のメモリは別なのでデータの受け渡しが必要 ● NVIDIAさんもっとGPU安く売ってくれないですかね？ 48

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©OpenStreetMap contributors ● Rust de ハニワ ● https://github.com/Guarneri009/rust-mandelbrot ● Haskell de ハニワ ● https://github.com/Guarneri009/haskell-mandelbrot 49