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opencl 初学笔记2

程序员文章站 2024-02-16 15:57:34
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OpenCL快速入门教程 http://opencl.codeplex.com/wikipage?title=OpenCL%20Tutorials%20-%201 翻译日期:2012年6月4日星期一 这是第一篇真正的OpenCL教程。这篇文章不会从GPU结构的技术概念和性能指标入手。我们将会从OpenCL的基础API开始,使用一个小的kern

OpenCL快速入门教程

http://opencl.codeplex.com/wikipage?title=OpenCL%20Tutorials%20-%201

翻译日期:2012年6月4日星期一

这是第一篇真正的OpenCL教程。这篇文章不会从GPU结构的技术概念和性能指标入手。我们将会从OpenCL的基础API开始,使用一个小的kernel作为例子来讲解基本的计算管理。

首先我们需要明白的是,OpenCL程序是分成两部分的:一部分是在设备上执行的(对于我们,是GPU),另一部分是在主机上运行的(对于我们,是CPU)。在设备上执行的程序或许是你比较关注的。它是OpenCL产生神奇力量的地方。为了能在设备上执行代码,程序员需要写一个特殊的函数(kernel函数)。这个函数需要使用OpenCL语言编写。OpenCL语言采用了C语言的一部分加上一些约束、关键字和数据类型。在主机上运行的程序提供了API,所以i可以管理你在设备上运行的程序。主机程序可以用C或者C++编写,它控制OpenCL的环境(上下文,指令队列…)。

设备(Device)

我们来简单的说一下设备。设备,像上文介绍的一样,OpenCL编程最给力的地方。

我们必须了解一些基本概念:

Kernel:你可以把它想像成一个可以在设备上执行的函数。当然也会有其他可以在设备上执行的函数,但是他们之间是有一些区别的。Kernel是设备程序执行的入口点。换言之,Kernel是唯一可以从主机上调用执行的函数。

现在的问题是:我们如何来编写一个Kernel?在Kernel中如何表达并行性?它的执行模型是怎样的?解决这些问题,我们需要引入下面的概念:

SIMT:单指令多线程(SINGLE INSTRUCTION MULTI THREAD)的简写。就像这名字一样,相同的代码在不同线程中并行执行,每个线程使用不同的数据来执行同一段代码。

Work-item(工作项):Work-item与CUDA Threads是一样的,是最小的执行单元。每次一个Kernel开始执行,很多(程序员定义数量)的Work-item就开始运行,每个都执行同样的代码。每个work-item有一个ID,这个ID在kernel中是可以访问的,每个运行在work-item上的kernel通过这个ID来找出work-item需要处理的数据。

Work-group(工作组):work-group的存在是为了允许work-item之间的通信和协作。它反映出work-item的组织形式(work-group是以N维网格形式组织的,N=1,2或3)。

Work-group等价于CUDA thread blocks。像work-items一样,work-groups也有一个kernel可以读取的唯一的ID。

ND-Range:ND-Range是下一个组织级别,定义了work-group的组织形式(ND-Rang以N维网格形式组织的,N=1,2或3);

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这是ND-Range组织形式的例子

Kernel

现在该写我们的第一个kernel了。我们写一个小的kernel将两个向量相加。这个kernel需要四个参数:两个要相加的向量,一个存储结果的向量,和向量个数。如果你写一个程序在cpu上解决这个问题,将会是下面这个样子:

void vector_add_cpu (const float* src_a,
               const float* src_b,
               float*  res,
               const int num)
{
   for (int i = 0; i )
      res[i]