OpenCL 2.0 异构计算 [第三版] (中文)
  • Introduction
  • 序言
  • 第1章 简介异构计算
    • 1.1 关于异构计算
    • 1.2 本书目的
    • 1.3 并行思想
    • 1.4 并发和并行编程模型
    • 1.5 线程和共享内存
    • 1.6 消息通讯机制
    • 1.7 并行性的粒度
    • 1.8 使用OpenCL进行异构计算
    • 1.9 本书结构
  • 第2章 设备架构
    • 2.1 介绍
    • 2.2 硬件的权衡
    • 2.3 架构设计空间
    • 2.4 本章总结
  • 第3章 介绍OpenCL
    • 3.1 简介OpenCL
    • 3.2 OpenCL平台模型
    • 3.3 OpenCL执行模型
    • 3.4 内核和OpenCL编程模型
    • 3.5 OpenCL内存模型
    • 3.6 OpenCL运行时(例子)
    • 3.7 OpenCL C++ Wapper向量加法
    • 3.8 CUDA编程者使用OpenCL的注意事项
  • 第4章 OpenCL案例
    • 4.1 OpenCL实例
    • 4.2 直方图
    • 4.3 图像旋转
    • 4.4 图像卷积
    • 4.5 生产者-消费者
    • 4.6 基本功能函数
    • 4.7 本章总结
  • 第5章 OpenCL运行时和并发模型
    • 5.1 命令和排队模型
    • 5.2 多命令队列
    • 5.3 内核执行域:工作项、工作组和NDRange
    • 5.4 原生和内置内核
    • 5.5 设备端排队
    • 5.6 本章总结
  • 第6章 OpenCL主机端内存模型
    • 6.1 内存对象
    • 6.2 内存管理
    • 6.3 共享虚拟内存
    • 6.4 本章总结
  • 第7章 OpenCL设备端内存模型
    • 7.1 同步和交互
    • 7.2 全局内存
    • 7.3 常量内存
    • 7.4 局部内存
    • 7.5 私有内存
    • 7.6 统一地址空间
    • 7.7 内存序
    • 7.8 本章总结
  • 第8章 异构系统下解析OpenCL
    • 8.1 AMD FX-8350 CPU
    • 8.2 AMD RADEON R9 290X CPU
    • 8.3 OpenCL内存性能的考量
    • 8.4 本章总结
  • 第9章 案例分析:图像聚类
    • 9.1 图像聚类简介
    • 9.2 直方图的特性——CPU实现
    • 9.3 OpenCL实现
    • 9.4 性能分析
    • 9.5 本章总结
  • 第10章 OpenCL的分析和调试
    • 10.1 设置本章的原因
    • 10.2 使用事件分析OpenCL代码
    • 10.3 AMD CodeXL
    • 10.4 如何使用AMD CodeXL
    • 10.5 使用CodeXL分析内核
    • 10.6 使用CodeXL调试OpenCL内核
    • 10.7 使用printf调试
    • 10.8 本章总结
  • 第11章 高级语言映射到OpenCL2.0 —— 从编译器作者的角度
    • 11.1 简要介绍现状
    • 11.2 简单介绍C++ AMP
    • 11.3 编译器的目标 —— OpenCL 2.0
    • 11.4 C++ AMP与OpenCL对比
    • 11.5 C++ AMP的编译流
    • 11.6 编译之后的C++ AMP代码
    • 11.7 OpenCL 2.0提出共享虚拟内存的原因
    • 11.8 编译器怎样支持C++ AMP的线程块划分
    • 11.9 地址空间的推断
    • 11.10 优化数据搬运
    • 11.11 完整例子:二项式
    • 11.12 初步结果
    • 11.13 本章总结
  • 第12章 WebCL:使用OpenCL加速Web应用
    • 12.1 介绍WebCL
    • 12.2 如何使用WebCL编程
    • 12.3 同步机制
    • 12.4 WebCL的交互性
    • 12.5 应用实例
    • 12.6 增强安全性
    • 12.7 服务器端使用WebCL
    • 12.8 WebCL的状态和特性
  • 第13章 其他高级语言中OpenCL的使用
    • 13.1 本章简介
    • 13.2 越过C和C++
    • 13.3 Haskell中使用OpenCL
    • 13.4 本章总结
Powered by GitBook
On this page

Was this helpful?

  1. 第13章 其他高级语言中OpenCL的使用

13.2 越过C和C++

Previous13.1 本章简介Next13.3 Haskell中使用OpenCL

Last updated 6 years ago

Was this helpful?

对于很多开发者来说,他们会选择C和C++作为开发语言。其他的一些开发者则可能会选择别的编程语言,我们所知的很多软件是使用Java或Python开发的。这些更高级的语言有更高的生产力,通常会提供很多必要的特性(比如,垃圾收集),这些语言在前端的开发者中更加好用。这些语言还有一种特点,可移植性特别好,想想Java的口号“一次编写,处处可用”,这样开发者就不需要为一些系统底层的问题而困扰。不过,由于无法接近底层,我们用这样语言编写出来的程序,性能无法达到最佳。

为了弥补性能鸿沟,并且不需要将很多已有库使用这类语言重新再写一遍。我们这里会使用外部函数接口(FFI,foreignfunctioninterface),其可以让应用调用使用C和C++(或其他低层语言)编写的原生库。例如,Java提供了Java原生接口,Python也有同样的机制。当然,Java和Python也有已经包装好的OpenCL库(JOCL(Java bindings for OpenCL)[1], PyOpenCL[2]),可以让开发者直接调用。这种模型的确是非常底层,并且这种模型能够管理应用运行库,还有(库内无管理的)OpenCL原生代码库。为了展示这种代码的特点,代码清单13.1中展示了一个PyOpenCL版本的向量相加。

代码清单13.1 PyOpenCL实现的向量相加

下面的例子使用同样的一种包装API——Aparapi[3]——进行实现(之前是由AMD主导进行开发,不过现在已经是一款开源项目)。Aparapi允许Java开发者使用GPU,将一些可以进行数据并行的代码段放到GPU上运行。Aparapi运行时为了使用GPU,会将这部分代码写入Java字节码中。如果,因为某些原因Aparapi无法运行在GPU上,其会使用Java线程池进行数据并发的处理。Aparapi的意义在于,保持Java语言的语法,并发其精神。下面我们还会用向量相加展示Aparapi的使用方式(代码清单13.2),其会调用OpenCL C代码或调用OpenCL的API。

代码清单13.2 使用Aparapi实现的OpenCL,在Java中实现的向量相加

另外,Aparapi开发者要是用OpenCL,需要创建出一个Aparapi类的实例,在运行时重载内核函数的实现(内核函数可被动态编译),从而产生对应的Java字节码。

Aparapi通常会嵌入一些特定领域专属语言(DSL,domain-specific language)中,主机端编码语言可以是另外一种语言(本例中主机端是Java)。DSL专注于为该领域的专家提供相应接口,并且DLS通常会为给定的学术领域提供一组特定的特性——例如,医学图像。本例中,使用的领域是通用计算,实现的功能是数据并行计算。

[1] Java bindings for OpenCL(JOCL), 2012,

[2] A.Klöckner, PyOpenCL, 2012,

[3] Aparapi, 2012,

http://www.jocl.org
http://mathema.tician.de/software/pyopencl
http://Aparapi.googlecode.com