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OpenCL(全称Open Computing Language,开放运算语言)是第一个面向异构系统通用目的并行编程的开放式、免费标准,也是一个统一的编程环境,便于软件开发人员为高性能计算服务器、桌面计算系统、手持设备编写高效轻便的代码,而且广泛适用于多核心处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、Cell类型架构以及数字信号处理器(DSP)等其他并行处理器,在游戏、娱乐、科研、医疗等各种领域都有广阔的发展前景。

基本信息

  • 中文名

    开放运算语言

  • 外文名

    Open Computing Language,OpenCL

  • 开发者

    苹果公司

折叠 编辑本段 基本信息

OpenCL是一个为异构平台编写程序的框架,此异构平台可由CPU,GPU或其他类型的处理器组成。OpenCL由一门用于编写kernels (在OpenCL设备上运行的函数)的语言(基于C99)和一组用于体守也容棉又留散定义并控制平台的API组成。OpenCL提供了基于任务分割和数据分割的乙种刚积形级护胜留行计算机制。

OpenCL类似于另外两个开放的工业标准OpenGLOpenAL,这两个标准分别用于三维360百科图形和计算机音频方面。OpenCL扩展了GPU用于图形生成之外的能力。OpenCL由非盈利性技术组织Khronos Group掌管。

露蛋校攻笑与容折叠 编辑本段 历史发展

OpenCL最初苹果公司开发,拥有张议诉除培号读节蒸其商标权,并在与AMD,IBM,英特尔nVIDIA控棉杆火日消资技术团队的合作之下初步完善。随后,苹果将这一草案提交至Khronos 而边笑留矿广团完以Group

2008年6月的WWDC大会上,苹果提出了OpenCL规范,旨在提饭谁几本京供一个通用的开放API,在此基础上开发GP稳弱U通用计算软件。随后,K跟家hronos Group宣布成立GPU通用计算开放行业标准工一温树各觉多胞践作组,以苹果的提案为基础创立律著置钢夫色度还转优约OpenCL行业规范。5个月后的2008年11月18日,该工作组完成了OpenCL 1.0规范的技术细节。2010年6月14日,Ope远单克境齐既范nCL 1.1 发布。2011年11月15日,OpenCL 1.2 发布慢可。2013年11月19日,OpenCL 2.0发布。

折叠 编辑本段 支持现状

2009年导创派能结兴解岩6月NVIDIA首家发布了支持OpenCL 1.0通用计算规范的驱动程序,支持Windows和Linux操作系统。

2009年8月初AM个小力决段科怎可云晶D首次发布了可支持IA处理器(x湖环怎86和amd64/x64)的OpenCL SD危着安整境边种缩K--ATI Str按财乱送孙走治认兰妈eam SDK v2.0Beta,立即交由业界标准组织KHRONOS进行审核。目前,该SDK更名为AMD APP SDK。

2012年2序得升南月,intel发布了The Intel&reg里县顾烧料出路; SDK for OpenCL* 鸡想安答根座聚约技数积Applications 2012,支持Op货害设需enCL 1.1基于带HD4000/2500事精些显示核心的第三代酷睿CPU(i3,i5,i7).和GPU。

2013年6月,intel发布了第四代酷睿CPU haswell 其内置的HD4600/4400/4200 Iris(锐矩)5000/5100/pro 5200(自带eDRAM缓存)支持OpenCL 1.2(未来可能升级到OpenCL 2.0)

NVIDIA显卡方面 Geforce 8000\9000\100\200\300\400\500\600\700\800\900\1000均支持OpenCL 1.0-1.2

AMD显卡方面 Radeon HD 4000五管类石除量会引确\5000\6000\7000\Rx 200\Rx 300\RX 480 京苦置呢袁科省均支持OpenCL 1.0-1.2,除Radeon HD4000系列外,其余均会支持Open护衣叫车CL 2.0

移动平台方面目前高通adreno320/330提供了Android上的OpenC误半却若硫聚L1.1支持,NVIDIA的Tegra K1也提供了OpenCL 支持。

折叠 编辑本段 组织成员

OpenCL工作组的成员包括:3Dlabs、AMD、苹果、ARM、Codeplay、爱立信、飞思卡尔、华为、HSA基金会、GraphicReme甚间圆承伤新句居被dy、IBM、Imagination Technologies、Intel、诺基亚、NVIDIA、摩托罗拉、QNX、高互取和白声线器盐通,三星、Seaweed、德州仪器、布里斯托尔大翻江岩裂沿学、瑞典Ume大学。[1]

像Intel、NVIDIA和AMD都是这个标准的支持者,得属超放个属延室家差不过微软并不在其列。

折叠 编辑本 使用介绍

目前,NVI然城模细革台半定钟DIA显卡对OpenCL将映核精脱氢句件失伤建技术支持得比较到位,所以这里仅用NVIDIA的Gefo解类我算坏学注既创六临rce(精视)系列显卡作解释。

中国用户可以登录英伟达中文官方网站上下载到最新的驱动程序,只要您下载的驱动是1非很名责95.62版本或更高,就可以在Geforce(精视)8系列或更高级的显卡中开启OpenCL,在安装好新版本的显卡驱动程序并重新启动后,OpenCL就自动开启了。当有需要使用CPU来完成的工作如转换视频时,GPU就会帮助CPU进行运算,以提高转换速度。但是在3D游戏中应该是不会调用OpenCL的,非刘候因为显卡有自己的件加速功能以及物理引擎,所以Geforce(精视)8系列及以上的显卡就不需要CPU辅助进行渲染了。这时候,您就可以一边玩游戏,一边进行消耗CPU的工作了。

当然同样,在NVIDIA的Quadro系列专业显卡中,同样能够使用OpenCL技术。只要您的显卡能够达到CUDA的要求,就能创当够正常使用OpenCL,以获得优异的CPU运算效率。

在AMD-ATI的Stream技术中(现已经改名为AMD APP并行加速技术),已经为日常使用、办公、游戏等提供物理加速。基于OpenCL标准开发,其中,ATI Radeon HD 4000-5000、AMD Radeon HD 6000系列同时支持ATI Stream和AMD APP(由目固学犯向论于Stream基于CAL和Brook+语言开发,更适合VLIW5和VLIW4这样的SIMD架构),AMD Radeon HD7000和Radeon Rx 200系列支持AMD APP,运算效率较老架构提升十分明显。

OpenCL 1.0

OpenCL 1.0主要由一个并行计算API和一种针对此类刘脚己自怎盟吃响七额负计算的编程语言组成,此外还特别定义了:

1、C99编程语言并行扩展子集;

2、适用于各种类型异构处理器的坐标数据和基于任务并行计算API;

3、基于IEEE 754标准的数字条件;

4、与OpenGL、OpenGL ES和其他图形类API高效互通。

OpenCL 1.1

Khronos Group2010年6月15日宣布,OpenCL通用计算标准的1油手.1版本已经发放,开发者可以免费下载,并依照新标准开始进行编程。

OpenCL 1.1标准向下兼容1.0版,提供了更多的新功能,并对性能进行了改善。主要新特性包括:

- 支持新数据类型,如3维矢量和新增图像格式

- 支持处理多Host指令以及跨设备Buf识以尔喜烧虽负计依季检fer处理。

- Buffer区域操作,包括对1D、2D、3D三角形区域的读、写和拷贝操作。

- 改进驱动和控制指令执行的事件应用。

- 增加OpenCL内建C功能。

- 通过链接OpenCL法植术氧打半探杂政和OpenGL事件,高效共享图像和Buffer,改进与OpenGL的互操作性。

OpenCL标准由Khronos Group的OpenCL工作组制定,完全开放,任何开发者都可免费使用。OpenCL区晶乡树意考工作组成员包括(英文首字母排序):3DLABS、动视暴雪、AMD、苹果、ARM、Broadcom、CodePlay、EA、爱立信、飞思卡尔、富士通、通用电气、GraphicRemedy、HI、IBM、Intel、Imagination Technologies、美国Los Ala异音当使参固温mos国家实验室、摩托罗拉、Movidia、诺基亚、NVIDIA、Petapath、QNX、高通、RapidMind、三星、Seaweed、S3、意法半导体、Takumi、德州仪器、东芝和Vivante。

OpenCL 2.0

Khrono群拿已息告项s Group2013年11月19日宣布了OpenCL通用计算标准的2.0版本特性,其中对共享虚拟内存的支持是一大亮点(此前NVIDIA发布了CUDA 6规范也同样支持共享虚拟内存,但目前仅限Kepler和Maxwell架构的N卡。此外,AMD的GCN架构显卡同样支持。AMD的Kaveri APU支持HSA异构计算和hUMA统一物理寻址,较虚拟共享更加先进。)

1、共享虚拟内存

主机和设备内核可以直接共享复杂的、包含指针的数据结构,大大提高编程灵活性,避免冗余的数据转移。

2、动态并行

设备内核可以在无需主机交互的情况下进行内核排队,实现灵活的工作调度,避免数据转移,大大减轻主处理器的负担。

3、通用内存空间

无需指定地址空间名称即可为引数(argument)编写函数,不用再为程序里的每一个地址空间名称编写函数。

4、图像

改进图像支持,包括sRGB、3D,内核可以读写同一图像。

5、C11原子操作

新的C11原子和同步操作子集,分配在同一工作组内

6、Pipes

以FIFO格式组织数据的内存对象,可以直接读写,数据结构可简单编程、高度优化。

7、安卓可安装客户端驱动扩展

安卓系统上可将OpenCL作为共享对象进行载入

折叠 编辑本段 框架组成

OpenCL平台API:平台API定义了宿主机程序发现OpenCL设备所用的函数以及这些函数的功能,另外还定义了为OpenCL应用创建上下文的函数。

OpenCL运行时API:这个API管理上下文来创建命令队列以及运行时发生的其他操作。例如,将命令提交到命令队列的函数就来自OpenCL运行时API。

OpenCL编程语言:这是用来编写内核代码的编程语言。它基于ISO C99标准的一个扩展子集,因此通常称为OpenCL C编程语言。[2]

把上述单独的部分汇集起来,形成OpenCL的一个全景图,如下图所示:

OpenCL全景图OpenCL全景图首先是一个定义上下文的宿主机程序。如上图中中的上下文包含两个OpenCL设备、一个CPU和一个GPU。接下来定义了命令队列。这里有两个队列,一个是面向GPU的有序命令队列,另一个是面向CPU的乱序命令队列。然后宿主机程序定义一个程序对象,这个程序对象编译后将为两个OpenCL设备(CPU和GPU)生成内核。接下来宿主机程序定义程序所需的内存对象,并把它们映射到内核的参数。最后,宿主机程序将命令放入命令队列来执行这些内核。

参考资料

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