基于指令的移植方式的几个重要概念的理解（OpenHMPP, OpenACC）

分类： OpenACC HMPP2012-09-12 18:01 695人阅读 评论(0) 收藏 举报

引言：

    什么是基于指令的移植方式呢？首先我这里说的移植可以理解为把原先在CPU上跑的程序放到像GPU一样的协处理器上跑的这个过程。在英文里可以叫Porting。移植有两种方式：一种是使用CUDA或者OpenCL来重新设计代码，然后使用硬件厂商提供的编译器来编译；一种是使用OpenACC或者OpenHMPP提供的指令集添加到你想使用GPU计算的源代码中的某个位置，让编译器来编译出GPU上执行的代码。后一种方式就是基于指令的移植方式。   

     例如，下面一个简单的循环：

[cpp] view plaincopy

1. for (i=0; i<n;i++)  
2. {  
3.     dosomething(i);  
4. }  

如果你想把这个循环放到GPU上，让每个线程计算一次i的话，可以这样做：

#pragma acc kernels

[cpp] view plaincopy

1. for (i=0; i<n;i++)  
2. {  
3.     dosomething(i);  
4. }  

网格化（gridification）：
    这样，编译器拿到加了OpenACC指令的那段代码后，就会把你的循环放到GPU或者其他硬件加速器（例如MIC）上。编译器分析了#pragma acc kernels下面的那个循环，就会根据循环的次数来分配线程数量，这个过程就叫网格化。为什么说是网格化呢？可以这样理解，因为GPU可以启动很多线程，这些线程就像一张渔网一样，可以认为一个网格代表一个线程，所以我就干脆叫这个过程为“网格化”了。

 内核（kernel）

    在OpenACC里可以这样理解内核：内核就是在协处理器（例如GPU）上被多个线程同时执行的一段代码。如果每个线程都做一个活，岂不是没意思了么？当然不是这样的，他们执行的代码是一样的，但是每个线程可以根据自己的ID号来针对不同的数据做同样的工作，这也就是数据并行的含义。

 

codelet

    使用CAPS的HMPP Workbench编译加了OpenACC指导语句的源代码时，编译器会告诉你codelet产生了。实际上产生了一个CUDA或者OpenCL的源文件，这个源文件中包含了根据你的指导语句生成的CUDA或者OpenCL的源代码。那什么是codelet呢？可以认为codelet就是数据管理+内核。一个codelet要干的事情包括两部分：申请和管理CPU和协处理器之间的存储，还有就是启动在协处理上执行的代码。

 

work-sharing

    这个词可以理解为名词“共享工作”。如果在协处理器上的线程们执行的工作时work-sharing的，那么每个线程可以根据自己的ID在不同的数据上干了相似的工作。这个词是在使用OpenACC或者OpenHMPP移植代码的时候遇到的，它描述的是CPU的串行代码中的状态，例如：

[cpp] view plaincopy

1. for (i=0; i<n; i++)  
2. {  
3.     a[i] = i;  
4. }  

在这段代码中，a[i]的计算与a[i]之外的a的元素没有依赖性，所以，每次循环的i可以使独立的完成的，像这样的状态就是work-sharing的。还有例如规约，

 

 

[cpp] view plaincopy

1. s = 0;  
2. for (i=0; i<n; i++)  
3. {  
4.    s+=a[i];  
5. }  

 虽然s的计算与i相关，但是细想一下，加法在数学上市满足交换律的，s的每次加a[i]实际上不相关的，你不管以什么顺序加和a[i]到s，解结果总是一样的。所以规约也可以理解为是worksharing 的。就说这么多吧。如果大家有什么问题，欢迎给我留言奥。