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OpenCL标准发布
发布日期:2016-7-20 15:7:46

  OpenCL是首个开放的免费通用并行计算标准,将统一管理一台主机的所有计算资源,比如多核CPU、GPU等,OpenCL将这些资源统一看作计算单元,共同发挥运算能力完成各类计算任务。OpenCL统一编程环境,开发者能够轻松利用异构平台写出高效的程序来。OpenCL将在服务器、PC与手持设置等上得到广泛应用。

  最早OpenCL由Apple在六月提交到了Khronos Group,这是一个业界的标准化组织,旨在提供一个通用的开放API,在这个基础上开发GPU通用计算软件,随后Khronos成立“OpenCL工作组”负责标准的制订工作,在短短的几个月时间之内,OpenCL就完成了从无到有的蜕变。

  OpenCL工作组的成员包括:3Dlabs、AMD、Codeplay、爱立信、飞思卡尔、Graphic Remedy、IBM、Imagination Technologies、Intel、苹果、ARM、诺基亚、NVIDIA、摩托罗拉、QNX、高通、三星、Seaweed、德州仪器与瑞典Ume大学等。像Intel、NVIDIA与AMD都是这个标准的支持者,但微软并不在其列。

  作为倡导者苹果已宣布其明年发布的Mac OS X 10.6 Snow Leopard操作系统将集成OpenCL标准,事实上这也是促成OpenCL标准发布的重要条件之一。

  1、NVIDIA与AMD宣布采用OpenCL 1.0标准

  NVIDIA与AMD作为图形芯片的两大巨头,NVIDIA拥有自己的CUDA架构,AMD有自己的Stream Acceleration,他们同时又是OpenCL的支持者。在OpenCL标准发布后,AMD与NVIDIA立即表态,宣布即将采用OpenCL 1.0编程规范。

  AMD会将合适的编译器与运行库整合进免费的ATI Stream软件开发包(SDK),作为OpenCL的创始人之一,AMD一直以来都极力推崇OpenCL,并且尽力赶在2009年上半年开发出ATI Stream SDK的开发者版本,实现对OpenCL 1.0的支持。而NVIDIA则会把它加入GPU计算工具包,所以这两家的显卡都将支持OpenCL 1.0。这两家厂商从长远来看共享同一个开放型的规格对于消费者来说是件好事。

  2、OpenCL不会取代CUDA

  作为NVIDIA最近力推的并行计算架构,CUDA目前已取得非常不错的成就。显然大多数的读者都有一个疑问,开放式的OpenCL标准的出台,CUDA将何去何从?

  NVIDIA作为OpenCL标准的制定者之一,肯定不会蠢到作自掘坟墓的事。事实上现在OpenCL工作组的主席就是NVIDIA的一位副总裁任职,引导很多OpenCL的开发,NVIDIA公司不少员工都在参与这项工作,当然还有很多其他公司的开发人员。从OpenCL一开始NVIDIA就与Apple公司进行非常紧密的合作,OpenCL开发的过程中,它的技术平台都是NVIDIA的GPU,换而言之OpenCL是在NVIDIA GPU的平台进行开发的。OpenCL在大概两个多月以前进行的第一次演示平台也是NVIDIA的GPU,可说NVIDIA是第一家展示运行中OpenCL程序的公司。从这个角度看,NVIDIA与OpenCL之间在关系十分密切。

  对CUDA而言,最主要的包含两个方面:

  (1)ISA指令集架构

  (2)硬件计算引擎

  这两个方面是CUDA的架构。到目前为止,CUDA包含了一个C语言的编译器,不仅如此,还可支持其他的API,包括OpenCL或DirectX,以后还将有其他语言的接口,包括Java、Fortran、Python等。可说这种架构是原生的,专门为计算接口而建造的一个架构。

  有了CUDA指令集,有支持CUDA的硬件,就可利用不同的途径来进行开发调用GPU的计算能力,你可用OpenCL或DirectX这样的API来进行开发,也可用C语言或者Fortran或Java开发,最终的结果是殊途同归。

  当然API与C语言进行开发是有些不同的,作为编程接口,API的核心是函数库与应用程序开发的一个硬件接口,它有一个好处就是可以访问比较低层次的硬件,对于硬件有比较好的控制权,很多的东西特别是像内存的管理,是需要开发者自己来进行管理的。而在利用CUDA C语言来编程的时候,很多东西是由开发环境来进行管理的,比如内存他是用runtime进行管理的,相对来说要容易得多。两者的关系有点像低级语言和高级语言间的关系。

  不管是用OpenCL还是用CUDA C语言来编程,它们最终都是需要通过一个驱动程序来变成一个PTX的代码,PTX相当于CUDA指令集,然后交给图形处理其或者交给硬件来进行执行。

  OpenCL对开发者、业界人员和消费者来说都是一个非常好的API,它可以使得开发者很容易的开发出跨平台的GPU计算程序,充分利用GPU强大的计算能力然后应用在各种领域。对于NVIDIA来说,在CUDA架构上除了C语言以外,现在新增加了OpenCL或者DX11这样的API,提供了更多的GPU计算开发环境选择。如果开发者对API很熟悉的话,肯定会乐意看到OpenCL或者新的API的加入,对于他们来说很容易利用这些API开发出各种各样GPU计算程序。

  简单的说,OpenCL只是一个API,一个编程接口,它是对CUDA架构的有益补充,实际上OpenCL是利用CUDA驱动程序堆栈来在NVIDIA GPU上实现高性能计算,OpenCL标准的出台,CUDA更是如虎添翼,对阿里云来说肯定也有一些好处。