병렬프로그래밍 CUDA 프로그래밍 과제2 - Matrix multiplication

1. CPU로 처리해서 행렬 곱 계산

행렬 곱셈은 수학과 컴퓨터 과학에서 중요한 연산이다. 특히, 머신 러닝, 컴퓨터 비전, 과학 계산 등 다양한 분야에서 널리 사용된다. CPU를 이용한 행렬 곱셈의 구현은 상대적으로 간단하며, 기본적인 알고리즘 이해를 돕기 위한 좋은 출발점이 된다. 행렬 곱셈의 수학적 정의는 다음과 같다. 두 개의 행렬 A와 B가 있을 때, 행렬 A의 열 수와 행렬 B의 행 수가 일치해야 행렬 C를 구할 수 있다. 행렬 C의 원소 C[i][j]는 A의 i번째 행과 B의 j번째 열의 내적을 통해 계산된다. 공식으로 나타내면 C[i][j] = Σ A[i][k] B[k][j] 이다. CPU를 이용한 행렬 곱셈 구현은 중첩된 루프 구조로 이루어지며 직관적이다. 우선 행렬 A와 B를 메모리에 정의하고, 결과를 저장할 행렬 C를 초기화한다. C의 크기는 A의 행 수와 B의 열 수에 따라 결정된다. 다음으로 이중 루프를 사용한다. 외부 루프는 행렬 A의 각 행을 순회하고, 내부 루프는 행렬 B의 각 열을 순회한다. 이때 각 C의 원소를 계산하기 위해 또 다른 내부 루프를 사용하여 A의 행과 B의 열의 곱을 모두 합산한다. 이 과정에서 행렬 A의 i번째 행과 행렬 B의 j번째 열의 요소를 곱하…