OpenCL | это... Что такое OpenCL? (original) (raw)

OpenCL

Тип API
Разработчик Apple Inc., Khronos Group
Операционная система Кроссплатформенное программное обеспечение
Первый выпуск 9 декабря 2008
Последняя версия 1.2 (15 ноября 2011)
Лицензия Свободная
Сайт http://www.khronos.org/opencl/

OpenCL (от англ. Open Computing Language — открытый язык вычислений) — фреймворк для написания компьютерных программ, связанных с параллельными вычислениями на различных графических (англ. GPU) и центральных процессорах (англ. CPU). В фреймворк OpenCL входят язык программирования, который базируется на стандарте C99, и интерфейс программирования приложений (англ. API). OpenCL обеспечивает параллелизм на уровне инструкций и на уровне данных и является реализацией техники GPGPU. OpenCL является полностью открытым стандартом, его использование не облагается лицензионными отчислениями.

Цель OpenCL состоит в том, чтобы дополнить OpenGL и OpenAL, которые являются открытыми отраслевыми стандартами для трёхмерной компьютерной графики и звука, пользуясь возможностями GPU. OpenCL разрабатывается и поддерживается некоммерческим консорциумом Khronos Group, в который входят много крупных компаний, включая Apple, AMD, Intel, Nvidia, ARM, Sun Microsystems, Sony Computer Entertainment и другие.

Содержание

История

OpenCL первоначально был разработан в компании Apple Inc. Apple внесла предложения по разработке спецификации в комитет Khronos. Вскоре компания AMD решила поддержать разработку OpenCL (и DirectX 11), который должен заменить фреймворк Close to Metal. [1] [2]

16 июня 2008 года была сформирована рабочая группа Khronos Compute для разработки спецификаций OpenCL. В нее вошли Apple, nVidia, AMD, IBM, Intel, ARM, Motorola и другие компании, в том числе специализирующиеся на создании компьютерных игр. Работа велась в течение пяти месяцев, по истечении которых 9 декабря 2008 года организация Khronos Group представила первую версию стандарта.

OpenCL 1.0 была выпущена вместе с Mac OS X 10.6. [3]

5 апреля 2009 года компания AMD анонсировала доступность для загрузки beta-версии комплекта разработчика ATI Stream SDK v2.0 в который входит язык мультипроцессорного программирования OpenCL.

20 апреля 2009 года nVidia представила бета-драйвер и комплект для разработки программного обеспечения (SDK) с поддержкой открытого GPGPU-стандарта OpenCL. Данный бета-драйвер предназначен для разработчиков, участвующих в программе «OpenCL Early Access», которые уже с 20 апреля могут принять участие в тестировании бета-версии. Для участников программы «GPU Computing Registered Developers» бета-версия драйвера OpenCL будет доступна позже.[4][5][6]

26 ноября 2009 года компания nVidia выпустила драйвер с поддержкой OpenCL 1.0 (rev 48).

Для получения наглядного представления, как технология OpenCL использует возможности 24-ядерной системы для отрисовки видеоэффектов, рекомендуется посмотреть следующий демо-ролик: [1].

OpenCL 1.1 был представлен организацией Khronos Group 14 июня 2010 года. В новой версии значительно расширены функциональные возможности для параллельного программирования, гибкость и производительность, а также:

OpenCL 1.2 увидел свет 15 ноября 2011 года. В новой версии отмечено множество небольших улучшений, связанных с увеличением гибкости языка и оптимизацией производительности. Из добавленных в OpenCL 1.2 значительных новшеств отмечается:

События

Особенности языка

Ключевыми отличиями используемого языка от Си (стандарт ISO 1999 года) являются:

Примеры

Пример вычисления БПФ: [9]

// создание вычислительного контекста для GPU (видеокарты) context = clCreateContextFromType(NULL, CL_DEVICE_TYPE_GPU, NULL, NULL, NULL);

// создание очереди команд queue = clCreateCommandQueue(context, NULL, 0, NULL);

// выделение памяти в виде буферов memobjs[0] = clCreateBuffer(context, CL_MEM_READ_ONLY | CL_MEM_COPY_HOST_PTR, sizeof(float)2num_entries, srcA, NULL); memobjs[1] = clCreateBuffer(context, CL_MEM_READ_WRITE, sizeof(float)2num_entries, NULL, NULL);

// создание программы из исходных текстов program = clCreateProgramWithSource(context, 1, &fft1D_1024_kernel_src, NULL, NULL);

// компиляция программы clBuildProgram(program, 0, NULL, NULL, NULL, NULL);

// создание объекта kernel из скомпилированной программы kernel = clCreateKernel(program, "fft1D_1024", NULL);

// подготовка аргументов clSetKernelArg(kernel, 0, sizeof(cl_mem), (void *)&memobjs[0]); clSetKernelArg(kernel, 1, sizeof(cl_mem), (void )&memobjs[1]); clSetKernelArg(kernel, 2, sizeof(float)(local_work_size[0]+1)16, NULL); clSetKernelArg(kernel, 3, sizeof(float)(local_work_size[0]+1)*16, NULL);

// задание N-D диапазона с размерностями work-item и отправка в очередь исполнения global_work_size[0] = num_entries; local_work_size[0] = 64; clEnqueueNDRangeKernel(queue, kernel, 1, NULL, global_work_size, local_work_size, 0, NULL, NULL);

Непосредственные вычисления (Основаны на отчете «Fitting FFT onto the G80 Architecture»)[10]

// Данный код вычисляет FFT длины 1024, путем разбиения на 16, 16 и 4

__kernel void fft1D_1024 (__global float2 *in, __global float2 *out, __local float *sMemx, __local float *sMemy) { int tid = get_local_id(0); int blockIdx = get_group_id(0) * 1024 + tid; float2 data[16];

// адрес начала обрабатываемых данных в глобальной памяти
in = in + blockIdx;  out = out + blockIdx;

globalLoads(data, in, 64); // coalesced global reads
fftRadix16Pass(data);      // in-place radix-16 pass
twiddleFactorMul(data, tid, 1024, 0);

// локальная перестановка с использованием локальной памяти
localShuffle(data, sMemx, sMemy, tid, (((tid & 15) * 65) + (tid >> 4)));
fftRadix16Pass(data);               // in-place radix-16 pass
twiddleFactorMul(data, tid, 64, 4); // twiddle factor multiplication

localShuffle(data, sMemx, sMemy, tid, (((tid >> 4) * 64) + (tid & 15)));

// 4 вызова БПФ порядка 4
fftRadix4Pass(data);      // radix-4 function number 1
fftRadix4Pass(data + 4);  // radix-4 function number 2
fftRadix4Pass(data + 8);  // radix-4 function number 3
fftRadix4Pass(data + 12); // radix-4 function number 4

// coalesced global writes
globalStores(data, out, 64);

}

Полноценная реализация БПФ на OpenCL доступна на сайте Apple[11]

Применение

OpenCL находит применение, как одна из реализаций концепции GPU общего назначения, в различном ПО.

См. также

Примечания

  1. ↑ AMD Drives Adoption of Industry Standards in GPGPU Software Development. AMD. Архивировано из первоисточника 19 марта 2012.
  2. ↑ AMD Backs OpenCL, Microsoft DirectX 11. eWeek. Архивировано из первоисточника 19 марта 2012.
  3. ↑ Apple Previews Mac OS X Snow Leopard to Developers. Apple. Архивировано из первоисточника 19 марта 2012.
  4. ↑ Andrew Humber NVIDIA Releases OpenCL Driver To Developers (англ.). NVIDIA (20 апреля 2009 года). — Оригинальная новость на официальном сайте NVIDIA Corporation. Архивировано из первоисточника 19 марта 2012. Проверено 21 апреля 2009.
  5. ↑ Павел Шубский NVIDIA открыла GPGPU для разработчиков под OpenCL. Игромания (журнал) (21 апреля 2009 года).(недоступная ссылка — история) Проверено 21 апреля 2009.
  6. ↑ Сергей и Марина Бондаренко Драйвер OpenCL для разработчиков от NVIDIA. 3DNews (21 апреля 2009 года). Проверено 21 апреля 2009.
  7. ↑ 1 2 3 Для WebKit представлена реализация технологии WebCL (рус.). opennet.ru (4 июля 2011 года). Архивировано из первоисточника 19 марта 2012. Проверено 31 октября 2011.
  8. ↑ 1 2 AMD. Introduction to OpenCL Programming 201005, page 89-90
  9. ↑ OpenCL. SIGGRAPH2008 (14 августа 2008). Архивировано из первоисточника 19 марта 2012. Проверено 14 августа 2008.
  10. ↑ Fitting FFT onto G80 Architecture (PDF). Vasily Volkov and Brian Kazian, UC Berkeley CS258 project report (May 2008). Архивировано из первоисточника 19 марта 2012. Проверено 14 ноября 2008.
  11. ↑ . OpenCL on FFT. Apple (16 Nov 2009). Проверено 7 декабря 2009.
  12. ↑ AMD Trinity: тесты — OpenCL // THG

Ссылки

Просмотр этого шаблона Стандарты The Khronos Group
COLLADA · EGL · OpenCL · OpenGL · OpenGL ES · OpenGL SC · OpenKODE · OpenMAX · OpenML · OpenSL ES · OpenVG · OpenWF · WebGL