OpenCL異構計算 ( 簡體 字) |
| 作者：Benedict Gaster等 | 類別：1. -> 程式設計 -> 綜合 |
| 譯者： |
| 出版社：清華大學出版社 |  3dWoo書號： 32716
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NT售價： 380 元 |
| 出版日：5/9/2012 |
| 頁數：276 |
| 光碟數：0 |
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| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787302286851 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：
陳國良 中國科學院院士
我國超級計算機研制近幾年奮起直追。2009年，天河一號(TH-1)的發布，使得我國成為繼美國之后世界上第二個能夠獨立研制千萬億次峰值超級計算機的國家。2010年9月發布的國產天河一號A千萬億次超級計算機通過采用先進的CPU+GPGPU的異構混合加速體系架構，以2.56Pflops的Linpack性能奪取2010年11月國際HPC TOP500排行榜的第一名，創下中國國產超級計算機歷史上首次奪得世界冠軍的佳績。同時，我國安裝的超級計算機的上榜數量也首次超越日本和歐盟，排名世界第二，僅次于美國。目前，中國HPC TOP100排行榜中機器的平均Linpack性能為120Tflops，是2010年63Tflops的1.9倍，而國際上平均性能接近120Tflops的時間為 2011 年 6 月(117.76Tflops)，我國與世界平均性能差距從原來保持了很久的一年半差距，快速縮短為半年的差距！這標志著我國超級計算機系統的整機集成水平步入國際領先行列，且在一些核心硬件技術上取得了關鍵性的突破。2011年底的國際HPC TOP500排行榜中，前十名中的第二、四和第五名都采用了GPGPU異構加速體系架構——500臺系統里有39臺系統采用了GPGPU異構加速，由此可見，異構計算作為一種新的計算機體系架構逐漸成為主流。
每一次超級計算機體系結構的變化，都會伴隨著并行程序設計環境和語言的進化。為了高效地為分布式存儲和共享存儲的并行計算機編寫并行程序，工業界在總結眾多各類并行語言的優點的基礎上，分別提出了目前已經被廣泛接受和使用的并行程序開發環境MPI和OpenMP工業界標準。這兩個標準并行程序設計環境和語言的提出和推廣普及，極大地提升了大規模并行應用軟件的開發效率，降低了開發成本，確保了軟件在不同廠家機器之間的可移植性和高性能。隨著當前國際上主流體系架構逐漸向異構混合并行的轉變，如何為這一新體系架構設計高效的且被廣為接受的工業界標準并行程序開發環境和語言，成為一個迫切需要解決的問題。
OpenCL正是在這一背景下由Khronos國際組織提出，并得到眾多硬件和軟件廠商的支持，成為工業界異構計算的標準語言。雖然目前比較流行的異構計算的語言是CUDA語言，但是，我們相信，隨著時間的推移，正如當年早期最流行的PVM分布式存儲并行環境逐漸退出歷史舞臺從而讓位于工業界標準MPI一樣，OpenCL在融合了CUDA語言眾多優點的基礎上，可能逐漸成為異構計算的工業界新標準語言，MPI+OpenMP+OpenCL這樣的并行編程環境亦有望成為未來的主流并行編程模型之一。
該書的翻譯很及時，是目前國內第一本全面介紹OpenCL的中文圖書。書中既有對OpenCL基本概念和原理的介紹，又有結合具體實例和特定硬件體系架構的深入淺出的講解，還探討了OpenCL的一些擴展功能，是一本難得的全面介紹OpenCL的教科書。相信該書的出版必將為廣大異構計算愛好者和用戶提供有價值的參考，并對推動異構計算在我國的普及起著重要的作用。
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內容簡介： OpenCL異構計算》提供OpenCL的第一手資料，詳盡闡述了如何在異構環境下進行并行編程。第1章首先介紹如何在并行系統下編程，定義異構編程需要理解的概念。第2∼4章循序漸進地介紹OpenCL的基本架構。第5章和第6章對這些概念加以擴展，旨在幫助讀者更好地理解。第7~10章提供4個更復雜的案例學習，讓讀者理解到OpenCL具有廣泛的應用。第11~13章鎖定高級主題展開討論。
本書可幫助學生和研究人員更好地理解通用異構計算(尤其是OpenCL提供的解決方案)，尤其是適合不同經驗水平的學生，可以作為OpenCL課程的教材或其他課程的參考，例如并行編程課程和高級課程。
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目錄：第1章 并行編程入門 1
引言 1
OpenCL 1
本書目標 2
并行思維 2
并發編程模型和并行編程模型 6
線程和共享內存 9
消息傳遞通信 9
不同的并行粒度 10
數據共享和同步 11
本書結構 11
參考文獻 12
擴展閱讀和相關網站 13
第2章 OpenCL簡介 15
引言 15
OpenCL標準 15
OpenCL 規范 15
kernel和OpenCL執行模型 16
平臺和設備 19
主機-設備交互 19
執行環境 21
上下文 22
命令隊列 22
事件 23
內存對象 23
flush命令和finish命令 26
新建一個OpenCL程序對象 26
OpenCL的kernel 27
內存模型 29
編寫kernel 31
向量相加實例的完整代碼 32
小結 39
參考文獻 39
第3章 OpenCL設備架構 41
引言 41
硬件權衡 41
性能隨頻率的提升及其限制 43
超標量執行 44
VLIW 44
SIMD和向量處理 47
硬件多線程 48
多核架構 51
集成：片上系統和APU 53
高速緩存層次和內存系統 54
架構設計空間 55
CPU設計 56
GPU體系結構 60
APU和類APU的設計 63
小結 64
參考文獻 65
第4章 OpenCL基本實例 67
引言 67
應用實例 67
簡單的矩陣相乘 67
圖像卷積實例 77
小結 85
第5章 OpenCL的并發與執行模型 87
引言 87
kernel，work_item，workgroup和
執行域 87
OpenCL同步：kernel，fence和barrier 90
隊列與全局同步 94
OpenCL內存一致性 96
事件 96
命令barrier與marker 108
主機端內存模型 109
buffer對象 110
image對象 113
設備端內存模型 115
設備端寬松的內存一致性 116
全局內存 117
本地內存 119
常量內存 121
私有內存 122
小結 122
第6章 OpenCL在CPU/GPU
平臺上的實現 123
引言 123
OpenCL在AMD PHENOM II X6上的
實現 123
OpenCL在AMD RADEON HD6970
GPU上的實現 128
多線程和內存系統 130
基于clause的SIMD執行 132
資源分配 137
OpenCL的內存性能 139
OpenCL全局內存 139
本地內存——軟件管理的cache 142
小結 148
參考文獻 149
第7章 OpenCL案例學習1：卷積 151
引言 151
計算卷積的kernel 151
選擇合適的workgroup大小 151
將數據緩存到本地內存 154
執行卷積 160
小結 161
代碼清單 162
主機端代碼 162
kernel代碼 166
參考文獻 171
第8章 OpenCL案例學習2：
視頻處理 173
引言 173
獲得視頻幀 173
CPU上的解碼 174
在GPU上解碼視頻 175
在OpenCL中處理一個視頻 179
在多個視頻上處理多個不同effect 180
事件鏈 180
最終輸出顯示到屏幕 181
OpenCL/OpenGL協同工作能力 181
小結 184
第9章 OpenCL案例學習3：
直方圖 185
引言 185
選擇適量的work-group 185
選擇最優的work-group大小 186
全局內存訪存優化 187
使用原子操作計算局部直方圖 189
本地內存訪存優化 190
局部直方圖的規約 192
全局規約 193
完整的kernel代碼 193
性能和小結 196
第10章 OpenCL案例學習4：
混合粒子模擬 197
引言 197
計算概覽 197
GPU實現 200
創建buffer 200
構造加速結構 201
計算碰撞 201
合成 202
CPU實現 202
負載均衡 203
性能和小結 204
生成均勻網格的kernel代碼 205
粒子模擬的kernel代碼 206
第11章 OpenCL擴展 211
引言 211
擴展機制概覽 211
設備拆分 214
雙精度 225
參考文獻 233
第12章 OpenCL的性能剖析和
調試 235
引言 235
基于事件的剖析 236
AMD APP Profiler 238
收集OpenCL程序軌跡 239
收集OpenCL GPU Kernel性能
計數器 242
AMD APP KernelAnalyzer 243
演示AMD APP Profiler 245
啟動AMD APP Profiler 245
使用應用程序的軌跡數據
以發現性能瓶頸 245
使用GPU性能計數器發現kernel的
性能瓶頸 247
調試OpenCL應用程序 248
gDEBugger概覽 249
使用gDEBugger調試并行OpenCL
應用程序 249
AMD printf擴展 251
小結 253
第13章 WebCL 255
引言 255
框架設計 256
WebCL 實驗性實現 257
Firefox擴展 257
連接JavaScript和OpenCL 258
WebCL動手練習 260
Web照片編輯器 264
討論 266
小結 268
參考文獻 268
擴展閱讀和相關網站 269
索引 271
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| 序： |
