OpenCL 模型

喜欢ヅ旅行 2023-02-25 02:10 64阅读 0赞

#  OpenCL 模型 #

使用 OpenCL 可以让我们的程序内部并发的执行，**内核就是在不同的异构设备上并行处理数据的单位。**供应商和设备分离的编程模型给 OpenCL 带来了极佳的可移植性，使其能充分发挥不同平台的加速能力。

OpenCL 标准分为四部分，每一部分都用模型来定义。

## 1. OpenCL Platform Model - 平台模型 ##

指定一个 `host` 处理器，用于任务的调度。一个或多个 `device` 处理器，用于执行 OpenCL 任务 (OpenCL C Kernel)。**硬件抽象成了对应的设备 (`host` 或 `device`)。**

One `Host` and one or more OpenCL `Devices`.  
Each OpenCL `Device` is composed of one or more `Compute Units`.  
Each `Compute Unit` is divided into one or more `Processing Elements`.  
Memory divided into `host memory` and `device memory`.

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## 2. 执行模型 ##

定义了 OpenCL 在 `host` 上运行的环境应该如何配置，以及 `host` 如何指定设备执行某项工作。这里就包括 `host` 运行的环境，`host-device` 交互的机制，以及配置内核时使用到的并发模型。并发模型定义了如何将算法分解成 OpenCL 工作项和工作组。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NoZW5neXExMTY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

## 3. 内核编程模型 ##

定义了并发模型如何映射到实际物理硬件。

## 4. 内存模型 ##

定义了内存对象的类型，并且抽象了内存层次，这样内核就不用了解其使用内存的实际架构。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NoZW5neXExMTY_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

通常情况下，OpenCL 实现的执行平台包括一个 x86 CPU 主处理器和一个 GPU 设备作为加速器。主处理器会将内核放置在 GPU 上运行，并且发出指令让 GPU 按照某个特定的并行方式进行执行。内核使用到的内存数据都由编程者依据层级内存模型分配或开辟。运行时和驱动层会将抽象的内存区域映射到物理内存层面。最后，**由 GPU 开辟硬件线程来对内核进行执行，并且将每个线程映射到对应的硬件单元上。**

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