Araştırma Makalesi

Derin Öğrenme Algoritmalarının GPU ve CPU Donanım Mimarileri Üzerinde Uygulanması ve Performans Analizi: Deneysel Araştırma

Sayı: 33 31 Ocak 2022
PDF İndir
TR EN

Derin Öğrenme Algoritmalarının GPU ve CPU Donanım Mimarileri Üzerinde Uygulanması ve Performans Analizi: Deneysel Araştırma

Öz

Günümüzde hızla gelişen teknolojiyle verilerin çeşitliliği ve boyutu artmaktadır. Bu artış bilgisayar mimarisinde farklı tasarımları ortaya çıkarmıştır. CPU ve GPU mimarileri üzerlerinde bulunan çekirdek sayıları uygulama anında sonuca ulaşmada çözümler sağlayabilmektedir. Yazılım geliştirmesi yapılırken işlem performansı ve güç tüketimine dikkat edilmelidir. CPU’lar GPU’lardan daha uzun işlem süresi ile uygulamaları yürütmektedir. Bu süre performans sırasında harcanan gücü doğru orantılı etkilemektedir. GPU’lar derin öğrenme algoritmalarında CPU’lardan daha hızlı ve başarılı sonuçlar vermektedir. Öğrenme aşamasındaki en önemli kriter olan veri setinin büyüklüğü ve çeşitliliği öğrenme başarısını aynı oranda artırmaktadır. Bu çalışmada farklı mimariye sahip işlemciler üzerinde veri seti büyüklüğü ve işlem süresi kriterleri göz önünde bulundurularak uygulamalar yapılmıştır. Yapılan uygulamalarda GPU mimarilerinde harcanan güç seviyesi ölçülmüştür. Farklı büyüklüğe sahip 3 veri seti üzerinde CNN, RNN ve LSTM derin öğrenme algoritmaları uygulanmıştır. 6 farklı deney yapılarak performans ve enerji tüketimi konularında tespitler ve performans karşılaştırılması yapılmıştır. Çalışma neticesinde elde edilen sonuçlar ile algoritmalar üzerinde çalışmalar yapılırken süre ve enerji kriterleri baz alınmıştır. Bulgular derin öğrenme algoritmalarının yüksek doğrulukta GPU sistemlerinde tahmin edilmesinde yardımcı bir araç olarak kullanılabileceği yönündedir. Araştırmanın sonuçları CPU ve GPU sistemleri ile enerji ve süre açısından önemli bilgiler içermesinin yanı sıra, gelecekte farklı sektörlerde uygulanması açısından değer taşımaktadır.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Själander, M., Martonosi, M., & Kaxiras, S. (2014). Power-efficient computer architectures: Recent advances. Synthesis Lectures on Computer Architecture, 9(3), 1-96.
  2. Huang, L., Lü, Y., Ma, S., Xiao, N., & Wang, Z. (2019). SIMD stealing: Architectural support for efficient data parallel execution on multicores. Microprocessors and Microsystems, 65, 136-147.
  3. Li, T., Evans, A. T., Chiravuri, S., Gianchandani, R. Y., & Gianchandani, Y. B. (2012). Compact, power-efficient architectures using microvalves and microsensors, for intrathecal, insulin, and other drug delivery systems. Advanced drug delivery reviews, 64(14), 1639-1649.
  4. Katreepalli, R., & Haniotakis, T. (2019). Power efficient synchronous counter design. Computers & Electrical Engineering, 75, 288-300.
  5. Dehnavi, M., & Eshghi, M. (2018). Cost and power efficient FPGA based stereo vision system using directional graph transform. Journal of Visual Communication and Image Representation, 56, 106-115.
  6. Huynh, T. V., Mücke, M., & Gansterer, W. N. (2012). Evaluation of the Stretch S6 Hybrid Reconfigurable Embedded CPU Architecture for Power-Efficient Scientific Computing. Procedia Computer Science, 9, 196-205.
  7. Lautner, D., Hua, X., DeBates, S., Song, M., & Ren, S. (2018). Power efficient scheduling algorithms for real-time tasks on multi-mode microcontrollers. Procedia computer science, 130, 557-566.
  8. Wyant, C. M., Cullinan, C. R., & Frattesi, T. R. (2012). Computing performance benchmarks among cpu, gpu, and fpga. Computing.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

31 Ocak 2022

Gönderilme Tarihi

20 Mayıs 2021

Kabul Tarihi

19 Ocak 2022

Yayımlandığı Sayı

Yıl 1970 Sayı: 33

Kaynak Göster

APA
Saray Çetinkaya, T., & Sertbaş, A. (2022). Derin Öğrenme Algoritmalarının GPU ve CPU Donanım Mimarileri Üzerinde Uygulanması ve Performans Analizi: Deneysel Araştırma. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 33, 10-19. https://doi.org/10.31590/ejosat.937936

Cited By