Finite Field Assembly:Emulate GPU on CPU
Finite Field Assembly (FF-asm) ist eine Low-Level-Programmiersprache, die GPU-ähnliche parallele Rechenfähigkeiten auf CPUs durch rekursive Berechnungen und endliche Körpermathematik emuliert, ohne tatsächliche GPU-Hardware oder traditionelle Parallelisierungsmethoden zu benötigen.
https://leetarxiv.substack.com/p/emulating-a-gpu-on-a-cpu-using-finite?ref=aipure&utm_source=aipure
Produktinformationen
Aktualisiert:Jun 16, 2025
Finite Field Assembly:Emulate GPU on CPU Monatliche Traffic-Trends
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Was ist Finite Field Assembly:Emulate GPU on CPU
Finite Field Assembly (FF-asm) ist eine Erweiterung von C, die GPU-ähnliche parallele Berechnungen auf regulären CPUs durch mathematische Konstrukte namens endliche Körper ermöglicht. Basierend auf der These, dass 'Mathematik meist erfunden, selten entdeckt wird', ermächtigt FF-asm Programmierer, ihre eigenen mathematischen Systeme zur Lösung von Rechenproblemen zu erstellen. Es bietet einen einzigartigen Ansatz für paralleles Rechnen, indem es rekursive Berechnungen implementiert - Berechnungen innerhalb anderer Berechnungen - anstatt auf traditionelle SIMD-Vektorisierung oder OpenMP-Parallelisierungsroutinen zurückzugreifen.
Hauptfunktionen von Finite Field Assembly:Emulate GPU on CPU
Finite Field Assembly (FF-asm) ist eine Programmiersprache, die GPU-ähnliche parallele Berechnungen auf regulären CPUs ermöglicht, ohne traditionelle SIMD- oder OpenMP-Parallellisierung zu verwenden. Sie nutzt rekursive Berechnungen und endliche Körpermathematik, um mehrere Berechnungen gleichzeitig innerhalb einer einzigen Berechnung durchzuführen. Die Sprache erweitert C und ermöglicht es Programmierern, benutzerdefinierte mathematische Systeme unter Verwendung von Kongruenzen und der Theorie der Primzahlen zu erstellen, um parallele Verarbeitungsfähigkeiten zu erreichen.
Rekursive Berechnung: Führt Berechnungen innerhalb anderer Berechnungen rekursiv durch, wodurch parallele Verarbeitung ohne traditionelle Parallellisierungstechniken ermöglicht wird
Benutzerdefinierte mathematische Systeme: Ermöglicht Programmierern, ihre eigenen mathematischen Strukturen unter Verwendung endlicher Körper zu erstellen, um spezifische Probleme zu lösen
C-Sprachenerweiterung: Wurde als Erweiterung von C entwickelt, die eine niedrige Steuerung bietet und gleichzeitig die vertraute Syntax und Speicherverwaltung beibehält
Operationen in endlichen Körpern: Unterstützt grundlegende arithmetische Operationen (Addition, Multiplikation) in endlichen Körpern mit anpassbaren Körperordnungen
Anwendungsfälle von Finite Field Assembly:Emulate GPU on CPU
Hochleistungsrechnen: Ermöglicht parallele Verarbeitungsfähigkeiten auf Systemen ohne GPU-Hardware für wissenschaftliche Berechnungen
Kryptographie: Implementiert endliche Körperarithmetikoperationen, die für kryptografische Algorithmen und sichere Kommunikation unerlässlich sind
Matrixoperationen: Führt effiziente Matrixberechnungen unter Verwendung endlicher Körperarithmetik für Anwendungen in der linearen Algebra und Datenverarbeitung durch
Vorteile
Ermöglicht parallele Verarbeitung ohne spezialisierte Hardware
Bietet hochgradige mathematische Abstraktionen
Integriert sich nahtlos in bestehende C-Codebasen
Nachteile
Erfordert Verständnis der endlichen Körpermathematik
Begrenzt auf spezifische Arten von Berechnungsproblemen
Kann im Vergleich zu nativen GPU-Implementierungen einen Leistungsaufwand haben
Wie verwendet man Finite Field Assembly:Emulate GPU on CPU
Installieren Sie die Voraussetzungen: Installieren Sie die GNU MP Bignum-Bibliothek (libgmp) und beschaffen Sie sich die Dateien ff_asm_runtime.h und ff_asm_primes.h aus dem offiziellen GitHub-Repository
Projektverzeichnis einrichten: Erstellen Sie ein neues Verzeichnis und legen Sie die Dateien ff_asm_runtime.h und ff_asm_primes.h darin ab. Dies wird Ihr Arbeitsverzeichnis sein.
Hello World-Programm erstellen: Erstellen Sie eine Datei mit dem Namen 01_HelloWorld.c, die ein 8-Bit-unsigned Integer endlichen Körper initialisiert. Fügen Sie die erforderlichen Header hinzu und schreiben Sie Code, um Speicher zuzuweisen, die Körperordnung festzulegen, Daten anzuhängen und den Körper auszugeben.
Kompilieren und Ausführen: Kompilieren Sie mit dem Befehl: gcc 01_HelloWorld.c -lgmp -lm -o m.o && ./m.o
Addition implementieren: Erstellen Sie eine neue Datei für rekursive Additionsoperationen mit der Funktion ff_asmAdd(). Dies ermöglicht die gleichzeitige Durchführung mehrerer Additionen durch rekursive Berechnungen.
Multiplikation implementieren: Erstellen Sie eine weitere Datei, um die Multiplikation mit der Funktion ff_asmMultiply() zu implementieren. Stellen Sie sicher, dass Sie die Körperordnung erhöhen, um größere Ergebnisse zu berücksichtigen.
Speicherverwaltung: Verwenden Sie immer ff_asmMalloc(), um Speicher für Körper zuzuweisen, und ff_asmFreeField(), um den Speicher nach der Verwendung freizugeben.
Debuggen und Drucken: Verwenden Sie ff_asmDataDebug(), um Daten für die Ausgabe vorzubereiten, und ff_asmPrintField(), um die Inhalte des Körpers anzuzeigen und die Ergebnisse zu überprüfen.
Körperordnungen optimieren: Passen Sie die Körperordnungen im Array fieldOrder basierend auf Ihren Rechenbedürfnissen an - größere Ordnungen ermöglichen größere Zahlen, benötigen jedoch mehr Speicher.
Finite Field Assembly:Emulate GPU on CPU FAQs
FF-asm ist eine Programmiersprache, die auf der Idee basiert, dass Mathematik größtenteils erfunden und nicht entdeckt ist. Es ist eine Erweiterung von C, die es Programmierern ermöglicht, ihre eigenen mathematischen Systeme unter Verwendung endlicher Körper als grundlegende Datenstruktur zu erstellen. Das Hauptmerkmal ist rekursive Berechnung - Berechnungen innerhalb anderer Berechnungen durchzuführen.
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