OpenCL基础

零、概述

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OpenCL 3.0官网指南（在线）

简介
OpenCL（Open Computing Language）通过一种低级别、高性能、可移植的抽象，支持广泛的应用（包括：嵌入式、用户软件和HPC解决方案）。通过创建一个高效、接近硬件（close-to-the-metal）的编程接口，OpenCL形成了一个由独立于平台的并行计算生态系统的基础层。

OpenCL由API接口，跨平台的编程语言和一个中间表示组成。

特点：

1. OpenCL需要显式地选择要使用异构平台
2. OpenCL提供了两种层面的并行机制：任务并行与数据并行。

名词的概念：

（详见官网词汇表）

• Aplication：
  在主机和OpenCL设备上运行的程序的组合。

• Platform：
  主机加上OpenCL框架管理下的若干设备构成了这个平台：

  $$Platform=host+device$$

  通过这个平台，应用程序可以与设备共享资源并在设备上执行kernel。

• Device：
  官方的解释是计算单元（Compute Units）的集合。举例来说，GPU是典型的device。Intel和AMD的多核CPU也提供OpenCL接口，所以也可以作为Device。

• Memory Object：
  在主机和设备之间传递数据的对象，一般映射到OpenCL程序中的global memory。有两种具体的类型：Buffer Object（缓存对象）和Image Object（图像对象）。

• Command Queue：
  在指定设备上管理多个指令（Command）。队列里指令执行可以顺序也可以乱序。一个设备可以对应多个指令队列。

• Context：
  Platform上共享和使用资源的环境，包括kernel、device、memory objects、command queue等。一般一个Platform对应一个Context。

• Kernel：
  可以从主机端调用，运行在设备端的函数。

• Program：
  OpenCL程序，由kernel函数、其他函数和声明等组成。

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一、OpenCL架构

（详见官网：The OpenCL Architecture）

我们将使用层次性的模型的来描述OpenCL背后的核心思想：

• Platform Model

• Memory Model

• Execution Model

• Programming Model

Platform Model