Direkter Zugriff auf Grafikspeicher

Daten mit 25Gbit/s direkt an GPU-Speicher übertragen

Full-HD-Videos werden heute ohne Ruckeln auf Smartphones abgespielt und hochauflösende Videos sind mit nur geringem Detailverlust komprimierbar. Diese Vorgänge können auf verhältnismäßig günstigen Geräten durchgeführt werden, da immer leistungsstärkere Grafikprozessoren (GPU) zur Verfügung stehen, die speziell für die Bildumwandlung entwickelt wurden. Aber wie kann das Potenzial der GPUs von der Visionbranche genutzt werden?
Viele Drittanbieter-Bibliotheken in der Bildverarbeitung nutzen die zusätzliche Rechenleistung der GPUs, um die Ausführung einiger Algorithmen zu beschleunigen. Das Hauptproblem liegt dabei in der Gewährleistung einer möglichst geringen Verzögerung zwischen dem Moment der Bildaufnahme und der Bereitstellung des Bildes zur Verarbeitung im GPU-Speicher. Hierzu muss das Bild vom lokalen Host-PC in den GPU-Speicher kopiert werden, wofür etwas CPU-Zeit beansprucht wird. Mit AMDs DirectGMA können die Coaxlink-Framegrabber von Euresys Grafikspeicher auf jedem Gerät bereitstellen. Die direkte Verfügbarkeit des Bildes im GPU-Speicher wird in Kombination mit hochauflösenden High-Speed-Kameras somit neue Anwendungsbereiche erschließen. Die CXP-Framegrabber verwenden die neueste PCI Express-Technologie. Sie basieren auf dem PCIe 3.0 (Gen 3) x4 Bus, der eine kontinuierliche Busbandbreite von 3.300MB/s erreicht. Dadurch können Daten von der Kamera mit einer Bandbreite von 25Gbit/s an den Host-PC-Speicher, und dank AMDs DirectGMA-Technologie auch direkt an den GPU-Speicher, übertragen werden. Die Verfügbarkeit des GPU-Speichers vermeidet unnötige Kopien im Systemspeicher. Außerdem werden CPU-Overheads und Latenzen verringert, was zu deutlichen Leistungsverbesserungen bei der Datenübertragung führt. Dies gilt für Anwendungen, die Grafikkarten des Typs AMD FirePro W5x00 (und neuer) verwenden, sowie für alle Produkte der AMD FirePro S-Reihe.

Noch vor wenigen Jahren galten 5MP-Kameras als hochauflösend. Heutzutage erfordern jedoch viele Anwendungen zwölf, 16 oder sogar 25MP und verfügen über Bilderfassungsraten, die von einigen Bildern pro Sekunde auf 80fps mit vollständiger Auflösung und einer CXP-Schnittstelle gestiegen sind. Bei vielen Anwendungen, die eine aufwendige Bildverarbeitung und -analyse erfordern, ist nun vor allem die Leistungsfähigkeit der Host-CPU entscheidend. Einzelne PCs und sogar High-End-PCs oder PCs mit mehreren CPUs sind möglicherweise nicht leistungsstark genug, um diese Datenraten verarbeiten zu können. Das Ziel der neuen Technologie, die den direkten Zugriff auf den Grafikspeicher ermöglicht, ist es, Bilddaten für den Großteil der Bildverarbeitungsvorgänge verfügbar zu machen, die in der CPU statt auf Grafikkarten ausgeführt werden können. Dies ist der erste Schritt in Richtung kompletter Bildverarbeitungssysteme, in denen die Bildverarbeitung innerhalb der GPU geschieht. Das Ergebnis werden eine deutliche Verbesserung der Verarbeitungszeit und eine Steigerung der prozessierbaren Datenmenge sein, wodurch Vorgänge in Echtzeit ausgeführt werden können.

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