Opencl

Tytuł OpenCL Podtytuł Akceleracja GPU w praktyce Autor Marek Sawerwain Język polski Wydawnictwo Wydawnictwo Naukowe PWN ISBN 978-83-01-18045-4 Rok wydania 2014 Warszawa Wydanie 1 ilość stron 344 Format mobi, epub Spis treści 1. Wprowadzenie 9 1.1. Obliczenia równoległe 10 1.2. Zawartość książki 13 2. Standard OpenCL 17 2.1. Model platformy 17 2.2. Model pamięci 19 2.3. Model wykonawczy 21 2.3.1. Siatka obliczeniowa – NDRange 23 2.3.2. Kontekst obliczeń, a także kolejka poleceń. 25 2.4. Model programowania 26 3. Język programowania przystępny w OpenCL 29 3.1. Typy danych 29 3.1.1. Typy podstawowe (typy skalarne) 30 3.1.2. Typy wektorowe 33 3.1.3. Typy do obsługi obrazów 34 3.1.4. Inne typy, a także nazwy zarezerwowane 36 3.2. Dostępne operatory 38 3.3. Funkcje zaimplementowane 38 3.4. Dopełniające kwalifikatory oraz właściwości 48 3.5. Operacje na typach wektorowych OpenCL 51 3.5.1. typu wektorowego – dostęp do składowych 52 3.5.2. Operacje na typach wektorowych 55 3.5.3. Funkcje obsługujące typu wektorowego 58 3.6. Obsługa siatki obliczeniowej 60 3.7. Funkcje synchronizacji i funkcje atomowe 62 3.8. Funkcje do obsługi obrazów 65 3.9. Preprocesor OpenCL C 68 3.10. Ograniczenia OpenCL C 71 4. OpenCL – proste przykłady na początek 73 4.1. Dane o urządzeniu obliczeniowym 73 4.1.1. Wersja dla API w języku C 75 4.1.2. Informacje o urządzeniu obliczeniowym obiektowo i w C++ 90 4.2. Witaj Świecie! 97 4.2.1. Przygotowania 98 4.2.2. Uruchomienie jądra obliczeniowego 99 4.3. Dodawanie wektorów 109 4.3.1. Jądro obliczeniowe 110 4.3.2. Wersja dla C++ 114 4.3.3. Inne operacje na wektorach do ćwiczeń 119 4.4. Siatka lokalna i globalna 120 4.5. Zlecanie i wykonywanie zadań 124 4.6. Uwagi o kompilacji jądra obliczeniowego 126 5. Przykłady obliczeń w OpenCL 129 5.1. Obsługa printf w OpenCL 129 5.2. Operacja redukcji 133 5.2.1. Operacja redukcji – wersja szeregowa 134 5.2.2. Operacja redukcji – jądro obliczeniowe podejście pierwsze. 135 5.2.3. Operacja redukcji – jądro obliczeniowe podejście drugie 139 5.2.4. Operacja redukcji – jądro obliczeniowe poddane optymalizacji 143 5.3. Wyznaczanie histogramu 145 5.3.1. Wersja szeregowa 145 5.3.2. Wersja dla OpenCL 147 5.4. Równoległe szukanie prawie binarne 150 5.4.1. Wersja równoległa dla OpenCL 152 5.5. Przybliżanie wartości liczby π 154 5.5.1. Wersja szeregowa 154 5.5.2. Wersja OpenCL – podejście bezpośrednie 156 5.5.3. Wersja OpenCL – podejście o wyższej skuteczności 162 5.6. Gra w życie 168 5.6.1. Gra w życie – procedura obliczeniowa 169 5.6.2. Gra w życie – obsługa symulacji 172 5.7. Zbiór Mandelbrota 176 5.7.1. Zbiór Julii 177 5.7.2. Tworzenie obrazu zbioru Mandelbrota – wersja szeregowa 177 5.7.3. Tworzenie obrazu zbioru Mandelbrota – wersja OpenCL 180 5.7.4. Tworzenie obrazu zbioru Julii 184 5.7.5. Kolorowanie zbioru fraktalnego 185 5.8. Algorytm sortowania bitonicznego 188 5.8.1. Sieci sortujące 188 5.8.2. Bitoniczna sieć sortująca 190 5.8.3. Szeregowa wersja algorytmu sortowania bitonicznego 192 5.8.4. Równoległa wersja algorytmu sortowania bitonicznego dla OpenCL 195 5.9. Przetwarzanie obrazów 197 5.9.1. Podstawy – wypełnienie obrazu 197 5.9.2. Skalowanie obrazu 202 5.9.3. Rozmywanie obrazu – filtr Gaussa. 207 5.9.4. Wykrywanie krawędzi w obrazie przy pomocy filtru Sobela 212 5.10. Współpraca OpenCL z OpenGL 218 5.10.1. Procedury obliczeniowe OpenCL 218 5.10.2. Czynności wykonywane w programie gospodarza 219 6. OpenCL w innych językach programowania 225 6.1. Język Python 225 6.1.1. Przegląd API zestawu PyOpenCL 227 6.1.2. Znów dodawanie wektorów, lecz w Pythonie 232 6.1.3. Skrypt do testowania siatki obliczeniowej 236 6.1.4. Użytkowanie typów użytkownika. 238 6.1.5. Klasa w Pythonie dla łatwiejszej współpracy z OpenCL 240 6.2. Komplet APARAPI dla języka Java 242 6.2.1. Dodawanie wektorów 242 6.2.2. Przegląd API kompletu APARAPI 245 6.2.3. Algorytm Blacka-Sholesa 246 6.2.4. Mechanizm rozszerzeń 249 6.3. Inne rozwiązania, VexCL i nie tylko 251 7. Zamiast zakończenia 255 7.1.1. Analiza sprawności symulacji przykładu „Gra w życie" 255 Dodatek A. Kompozycja przykładów 261 Dodatek B. Instalacja kompletu OpenCL dla języka Python 263 Dodatek C. Opis funkcji pomocniczych 265 C.1. Zapis do formatu PPM 265 C.2. Konwersja kodów formatu koloru do wartości znakowych 267 C.3. Zapis i odczyt informacji w formacie PNG 268 C.4. Konwersja z modelu kolorów HSV do RGB 271 C.5. Utworzenie macierzy dla filtru rozmywającego 272 Dodatek D. Zestawianie wykorzystywanych funkcji API OpenCL 275 D.1. Funkcja clGetPlatformIDs 275 D.2. Funkcja clGetPlatformInfo 276 D.3. Funkcja clGetDeviceInfo 278 D.4. Funkcja clGetSupportedImageFormats 286 D.5. Funkcja clGetDeviceIDs 288 D.6. Funkcja clCreateContext 290 D.7. Funkcja clBuildProgram 291 D.8. Funkcja clGetProgramBuildInfo 295 D.9. Funkcja clCreateCommandQueue 297 D.10. Funkcja clCreateBuffer 298 D.11. Funkcja clEnqueueReadBuffer 300 D.12. Funkcja clEnqueueWriteBuffer 303 D.13. Funkcja clCreateProgramWithSource 305 D.14. Funkcja clCreateKernel 306 D.15. Funkcja clSetKernelArg 307 D.16. Funkcja clEnqueueNDRangeKernel 309 D.17. Funkcja clEnqueueTask 311 D.18. Funkcja clGetKernelWorkGroupInfo 313 D.19. Funkcja clCreateImage2D 316 D.20. Funkcja clEnqueueReadImage 317 D.21. Funkcja clEnqueueWriteImage 321 D.22. Funkcja clFinish 324 D.23. Funkcja clReleaseKernel 325 D.24. Funkcja clReleaseProgram 325 D.25. Funkcja clReleaseCommandQueue 326 D.26. Funkcja clReleaseMemObject 327 D.27. Funkcja clReleaseContext 327 D.28. Funkcja clCreateFromGLBuffer 328 D.29. Funkcja clCreateFromGLTexture2D 329 D.30. Funkcja clEnqueueAcquireGLObjects 331 D.31. Funkcja clEnqueueReleaseGLObjects 332 Dodatek E. Spis kodów błędów API OpenCL 335 Dodatek F. Przede wszystkim spotykane nazwy rozszerzeń 339 Literatura 341 Indeks 343