取引におけるOpenCL - ページ 7

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26. ホストメモリモデルの概要

26. ホストメモリモデルの概要

このビデオでは、OpenCL のホスト メモリ モデルの概要を示し、ホスト側とデバイス側の間でデータを割り当てて移動するための仕様を説明しています。メモリ オブジェクトの作成、メモリ フラグ、バッファ、イメージ、パイプなどのさまざまなタイプのメモリ オブジェクトについて説明します。講演者は、メモリ管理の緩和された一貫性のあるモデルと、未定義の動作を回避するためにカーネル間のメモリ アクセスの同期を管理することの重要性についても説明します。

• 00:00:00 このセクションでは、ホストおよびデバイス側からのメモリ空間の割り当てとデータの移動を可能にする OpenCL ホスト側メモリ モデルについてビデオで説明します。 OpenCL 仕様には、データの割り当てとデータの移動に関する特定の要件がありますが、OpenCL フレームワークにメモリ領域の割り当てとデータの移動を依頼するにはさまざまな方法があります。このビデオでは、メモリ オブジェクトの作成、データの割り当てと初期化方法を定義するメモリ フラグ、バッファの書き込みと読み取りの例を取り上げています。また、バッファー、イメージ、パイプという 3 つのタイプのメモリー オブジェクトと、データの初期化と保存、およびカーネル間でのデータの受け渡しにそれらがどのように使用されるかについても説明します。
  
  
• 00:05:00 ビデオのこのセクションでは、講演者が、OpenCL のホスト メモリ モデルでバッファの作成と操作に使用されるメモリ フラグについて説明します。講演者は、バッファ オブジェクトの属性を定義するために使用できるさまざまなタイプのメモリ フラグと、それらがカーネルの実行とホストのアクセスにどのように関連するかについて説明します。講演者は、アクセス効率を向上させるために異なるキャッシュ アレイでのデータの複製を可能にする、OpenCL のメモリ管理のための緩和された一貫性のあるモデルについても言及しました。全体として、このセクションでは、OpenCL のメモリ管理システムの概要と、それがバッファの作成とデータ移動を最適化する方法について説明します。
  
  
• 00:10:00 このセクションでは、複数のカーネルを使用して同じオブジェクトを同時に変更すると、未定義の動作が発生する可能性があることについて説明します。さらに、別のカーネルがデータを変更しているときにデータを読み取ろうとすると、未定義の動作が発生する可能性があります。プログラムの適切な機能を確保するには、カーネル間のメモリ アクセスの同期を注意深く管理してこれらの問題を回避することが重要です。

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27. OpenCLバッファオブジェクト

27. OpenCLバッファオブジェクト

このビデオでは、大規模なデータ構造を OpenCL カーネルに渡すために使用される OpenCL バッファ オブジェクトの概念について説明します。バッファ オブジェクトは調整可能な要素の連続したシーケンスであり、ホスト配列からのデータで初期化できます。 OpenCL バッファ作成 API は、すべてのデバイスがアクセスできるバッファ メモリ オブジェクトを作成するために使用されます。さまざまなメモリ フラグを使用して、ホスト メモリまたはデバイス メモリ内のバッファ オブジェクトにスペースを割り当てることができます。このビデオでは、OpenCL バッファ オブジェクトを使用してホストから GPU メモリにデータをコピーするプロセスと、DMA 操作を通じて暗黙的にデータ転送が行われる方法についても説明します。計算後、データは CL inQ 読み取りバッファ API を使用してデバイスからホストにコピーされます。

• 00:00:00 このセクションでは、大きなデータ構造を OpenCL カーネルに渡すために使用される OpenCL バッファ オブジェクトの概念について説明します。バッファ オブジェクトは、C 配列に似た調整可能な要素の連続したシーケンスであり、ホスト配列からのデータで初期化できます。 OpenCL は、割り当てられるバッファーの物理ストレージを指定せず、代わりに、データはグローバル メモリ内にあると述べます。 OpenCL バッファ作成 API は、バッファと呼ばれるメモリ オブジェクトを作成するために呼び出されます。このメモリ オブジェクトは、すべての異なるデバイスからアクセスできるグローバル メモリ内に置かれます。 OpenCL バッファ作成 API でさまざまなメモリ フラグを使用して、ホスト メモリまたはデバイス メモリ内のバッファ オブジェクトにスペースを割り当てることができます。
  
  
• 00:05:00 このセクションでは、講演者が OpenCL バッファ オブジェクトを使用してホストから GPU メモリにデータをコピーするプロセスを説明します。彼は、OpenCL がメモリ バッファを作成し、カーネルが実行時にデータにアクセスすると述べています。さらに、ホストからデバイスへのデータ転送がどのように暗黙的に行われるのか、また OpenCL が DMA 操作を実行して実際のデータをホスト メモリから GPU メモリにコピーすることについても説明しています。最後に、計算が完了した後、CL inQ 読み取りバッファーと呼ばれる別の API を使用して、データがデバイスからホストにコピーされて戻されると説明しました。

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28. OpenCL バッファの書き込みおよび読み取り操作

28. OpenCL バッファの書き込みおよび読み取り操作

ビデオ「OpenCL Buffer Write and Read Operations」では、OpenCL がコマンド キューを使用してバッファーにデータを書き込み、バッファーからデータを読み取る方法を説明しています。このビデオでは、グローバル メモリ空間でのバッファ作成の概念、デバイス側でのバッファの物理的な割り当て、OpenCL ランタイムがホストとデバイス メモリ間のデータ転送をどのように処理するかについて説明します。さらに、ビデオでは、非同期転送の影響と、イベントを使用してデータの一貫性を確保する方法について説明します。全体として、このビデオは、データの一貫性を確保しながら、OpenCL でバッファーにデータを書き込む方法とバッファーからデータを読み取る方法を明確に理解することを目的としています。

• 00:00:00 このセクションでは、OpenCL がコマンド キューを使用してバッファーにデータを書き込み、バッファーからデータを読み取る方法をビデオで説明します。 OpenCL は、依存関係または読み取りと書き込みのブロックに関するイベントを生成します。コマンドが完了すると、ホスト ポインタは再利用でき、プログラマは、呼び出しの完了後、バッファ オブジェクトのデータ ストレージがデバイス上に存在するとみなすことができます。このビデオでは、バッファーの書き込み例と、バッファーを明示的に書き込むことなくカーネルで使用する初期化バッファーを作成する例も示しています。目的は、OpenCL でバッファーにデータを書き込む方法とバッファーからデータを読み取る方法を明確に理解することです。
  
  
• 00:05:00 このセクションでは、グローバル メモリ空間での OpenCL バッファ作成の概念について説明し、デバイス側でのバッファの物理的な割り当てについて説明します。 OpenCL ランタイムは、カーネルの実行前にホスト メモリからデバイス メモリにデータをコピーすることを選択できます。または、デバイスがホスト メモリからバッファに直接アクセスすることもできます。 CL in queue 読み取りバッファ API は、デバイス メモリからホスト メモリにデータをコピーするために使用されます。 API は、キュー、デバイス メモリを指すバッファ オブジェクト、コピーされるデータのサイズ、ホスト側メモリ上の宛先へのポインタなどのパラメータを受け取ります。
  
  
• 00:10:00 このセクションでは、返された配列と呼ばれるデバイス側のバッファーは、カーネルが計算を終了したときに最終結果を格納するために使用されます。デバイス側の出力バッファは、カーネルが最終結果を格納する宛先です。読み取りバッファ API 呼び出しで使用される CI イベントが定義されており、読み取り操作が完了するまで待機します。読み取りイベントは、読み取りが完了するまで待機するブロッキング操作を生成するため、カーネルによって計算された最終データが出力されます。このセクションでは、一部のカーネルが 2 つの print F 呼び出しの間の上部バッファを変更した場合に何が起こるかについても説明します。この場合、初期値 0 が上位バッファのデータで上書きされる可能性があるため、返される配列の内容は不定になります。
  
  
• 00:15:00 このセクションでは、講演者が OpenCL における非同期転送の影響について説明します。彼らは、ホスト メモリからデバイス メモリへのデータのコピー、またはその逆のデータのコピーは、コマンドの実行が終了したことをイベントが報告するまで、表示または一貫性が保証されない可能性があると説明しています。これは、前の手順で示したように、イベントを使用して示すことができます。さらに、ホスト ポインタとデバイス バッファの間で転送する場合、ホスト ポインタが指すデータを再利用する前に、コピーに関連するイベントが終了するまで待つ必要があります。この注意は、デバイスではなくコンテキストに関連付けられたバッファにも当てはまります。

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29. OpenCL メモリ オブジェクトの移行、メモリ マッピング、およびパイプ

29. OpenCL メモリ オブジェクトの移行、メモリ マッピング、およびパイプ

このビデオでは、講演者が、メモリ オブジェクトの移行、メモリ マッピング、パイプの使用など、OpenCL メモリ管理に関連するさまざまな機能とテクニックを取り上げています。 OpenCL の CL インク API を使用すると、メモリ オブジェクトをデバイス間で移行できます。また、ホスト アクセス可能なメモリ フラグを使用して、ホストがアクセスできるスペースにメモリをマップできます。メモリ マッピングは、明示的な API 呼び出しを必要とせずにホスト側へのポインターを提供することで、デバイス上のデータにアクセスするプロセスを簡素化します。また、OpenCL 2.0 の共有仮想メモリ、グラフィックス データに使用される多次元構造であるイメージ オブジェクト、およびデバイス上のカーネル間でメモリを共有できるようにするパイプについても説明します。

• 00:00:00 このセクションでは、講演者が OpenCL メモリ オブジェクトの移行とホスト アクセス可能なメモリについて説明します。 OpenCL を使用すると、ユーザーは CL インクと呼ばれる API を使用してデバイス間でメモリ オブジェクトを移行できます。メモリ オブジェクトの作成時にホスト アクセス可能なメモリ フラグを指定すると、ホストがアクセス可能な空間にメモリをマッピングできるようになります。 CMM 割り当てホスト バッファは、ホストがアクセス可能なメモリ内にバッファを作成します。一方、CL mem use host pointer は、提供されたホスト ポインタをバッファのストレージとして使用し、冗長なデータ コピーを防ぎます。ホストにアクセス可能なメモリは、緊密に統合された CPU と GPU が仮想メモリを使用してメモリ空間を共有する AMD の APU アーキテクチャにとって興味深い意味を持ちます。全体として、これらの機能によりメモリのパフォーマンスが向上し、ホストとデバイス間のデータ転送が削減されます。
  
  
• 00:05:00 このセクションでは、メモリ マッピングを使用して、明示的な読み取りおよび書き込み API 呼び出しを行わずにホスト側にポインタを提供することで、デバイス上のデータにアクセスするプロセスを簡素化する方法について講演者が説明します。これらは、OpenCL ランタイム API、キュー マップ バッファーの CL を使用して、ホスト側へのポインターを提供する例を示しています。このポインターは、malloc を使用して作成されたポインターと同様に使用できます。メモリ オブジェクトはホスト アドレス空間にマッピングされ、ホスト側ではホスト メモリ内の通常のポインタとして認識しながら、デバイス メモリ上で操作を実行できるようになります。講演者は、OpenCL 2.0 の共有仮想メモリの新しい概念についても言及しました。これにより、グローバル メモリがホスト メモリ領域に拡張され、デバイスがリンク リスト、ツリー、グラフなどのポインタベースのデータ構造を含むホスト上のデータにアクセスできるようになります。
  
  
• 00:10:00 このセクションでは、講演者が OpenCL の共有仮想メモリ、イメージ オブジェクト、パイプについて説明します。共有仮想メモリは、カーネルがホスト メモリ空間のポインタを使用して適切なデータを見つける技術です。画像オブジェクトはバッファーに似ていますが、多次元構造であり、グラフィックス データの種類の範囲が限られています。パイプは本質的に先入れ先出し (FIFO) タイプの構造であり、2 つのカーネルがデバイス内のメモリ領域を共有できるように、あるカーネルから別のカーネルにデータを渡すために使用され、アトミックを使用して共有状態を保護します。オペレーションとメモリ整合性モデル。さらに、パイプはホスト側の操作をサポートできません。

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30. OpenCL デバイス メモリ モデル、フェンス、アトミック オペレーション、パイプ

30. OpenCL デバイス メモリ モデル、フェンス、アトミック オペレーション、パイプ

このビデオでは、グローバル、ローカル、定数、およびプライベート メモリ構造を含む OpenCL デバイス メモリ モデルの概要と、階層整合性モデルおよびハードウェアへのマッピングについて説明します。このビデオでは、アトミックな読み取りおよび書き込み操作を保証するためのアトミック操作とメモリ フェンシング命令の使用、効率的なイメージ操作と中間データ転送のための Z オーダーとパイプの使用、メモリ アクセスと遅延を削減するためのパイプを使用する利点についても詳しく説明しています。 。全体として、このビデオでは、OpenCL プログラミングにおけるメモリ使用に関する重要な考慮事項を強調しています。

• 00:00:00 このセクションでは、OpenCL デバイスのメモリ モデルについて説明します。これには、グローバル、ローカル、定数、プライベートという 4 つの主要なメモリ カテゴリが含まれます。これらのメモリ構造間の関係は、グローバル メモリはすべてのワークアイテムおよびワークグループに表示され、ローカル メモリはワークグループ内のワークアイテムにのみ表示され、プライベート メモリは対応するワークアイテムにのみ表示されます。メモリ操作は階層整合性モデルに従い、作業項目内で予測どおりに順序付けされます。ワークグループ間の整合性はバリア操作でのみ保証されます。メモリ空間はハードウェアにマップされており、デフォルトでは互いに素であり、あるアドレス空間から別のアドレス空間へのキャストは許可されません。全体として、このセクションではメモリ モデルの概要を示し、OpenCL でのメモリ使用に関する重要な考慮事項を強調します。
  
  
• 00:05:00 このセクションでは、グローバル メモリとローカル メモリを含む OpenCL デバイス メモリ モデルについて説明します。カスタマイズされたデータ構造を使用してグローバル メモリ内にバッファ オブジェクトを定義する方法についても概説します。さらに、ワークグループ内の作業項目間の高速通信のためにローカル メモリを利用するカーネル関数の例も提供されています。この関数は、グローバル メモリとローカル メモリの両方へのポインタを引数として受け取り、ワークグループ バリア命令を使用します。
  
  
• 00:10:00 このセクションでは、ビデオで OpenCL デバイスのメモリ モデル、フェンス、アトミック操作、およびパイプについて説明します。この図は、グローバル メモリ空間に割り当てられたバッファ オブジェクト A および B と、ローカル メモリ空間に割り当てられた配列 C を示しています。カーネル関数を開始すると、すべてのワークアイテムはローカル変数を初期化するためのバリア命令の前の命令を実行します。次に、バリア操作によってワーク グループ内のすべてのワークアイテムが同期され、その後、ワークアイテムはローカル メモリ内の対応する値を持つ単一の変数を使用して加算を実行し、結果バッファ B 内の対応する位置を更新します。ビデオでは、これを行うフェンス操作についても説明しています。作業項目間の順序を保証するものではなく、作業項目のメモリ操作間の順序を提供するために使用されます。
  
  
• 00:15:00 ビデオのこのセクションでは、スピーカーがカウンタをインクリメントし、変数の値を OpenCL のメモリ位置と交換するプロセスについて説明します。彼らは、アトミック操作とメモリフェンシング命令を使用して、読み取りおよび書き込み操作がアトミックかつ中断なく完了することを保証することの重要性を強調しています。また、イメージ オブジェクトとバッファーの違い、およびイメージ オブジェクトがグラフィックス プロセッサやその他の専用デバイスを使用して高速化できる特別なメモリ機能へのアクセスを提供する方法についても説明します。
  
  
• 00:20:00 このセクションでは、ビデオで効率的な画像操作のための OpenCL での Z オーダーとパイプの使用について説明します。 Z オーダーは、隣接するピクセルをキャッシュ ラインにグループ化して、近くのピクセルにアクセスする確率を高め、ページ ブレークの可能性を減らす方法です。パイプはデータを先入れ先出し順に保持するメモリ オブジェクトの一種で、実行とデータ交換をオーバーラップさせることでストリーミング アプリケーションの実行動作を改善するために使用されます。このビデオでは、ピクセルのスムージング、ガウスの混合、エロージョン、膨張にカーネルを使用した画像内のオブジェクト検出の例を示し、中間データがあるステージから次のステージにどのように転送されるかを示しています。パイプを使用すると、パイプ メモリ チャネルを通じてプロデューサー カーネルをコンシューマー内部に接続することにより、非常に効率的な内部通信が可能になります。
  
  
• 00:25:00 このセクションでは、OpenCL プログラミングでパイプを使用してカーネル間でデータを転送する概念をビデオで紹介します。パイプを使用すると、グローバル メモリからデータを読み書きする代わりに、効率的なオンチップ メモリ構造を使用してカーネル間で中間データを転送できます。これにより、グローバル メモリへのメモリ アクセスが減少し、待ち時間が短縮されます。このビデオでは、このアプローチを、グローバル メモリに対してデータの書き込みと読み取りを行う従来のアプローチと対比しています。その結果、グローバル メモリに対して多くのメモリ操作が実行され、データへのアクセスに関してカーネル間で競合が発生します。

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31. OpenCL ワークアイテムの同期

31. OpenCL ワークアイテムの同期

OpenCL 作業項目の同期に関するこのビデオでは、独立していないデータ パーティションを操作する場合のカーネル関数の作業項目間の同期の必要性について説明します。同期の手法には、バリア関数、グローバルおよびローカルのメモリ フェンス、アトミック操作の使用が含まれます。アトミック操作を使用してミューテックスまたはセマフォを実装すると、一度に 1 つの作業項目だけが保護されたデータまたは領域にアクセスできるようになります。このビデオでは、スピン ロックの概念と、OpenCL での作業項目の同期の仕組みについても取り上げており、増分データ転送に対するアドバイスや、大量のデータを効率的に転送するための特別な関数の使用についても説明しています。最後に、講演者は、続行する前にカーネルに関連するイベントを待機させるコールバック関数の使用法について説明します。

• 00:00:00 このセクションでは、カーネル関数における作業項目の同期の重要性について説明し、完全に独立していないデータ パーティションを操作する場合の同期の必要性を強調します。グループ内の作業項目を同期するためのバリア組み込み関数の使用法と、ローカルおよびグローバル メモリ フェンスを使用するオプションについて説明します。特定の操作が完全に完了するかまったく完了しないことを保証するためのアトミック操作の使用についても説明しており、複数の作業項目が同時に値を減らそうとすることによって引き起こされる誤った結果の例が示されています。
  
  
• 00:05:00 このセクションでは、ビデオでは、OpenCL でのアトミック操作を使用して、ミューテックスやセマフォなどの同期メカニズムを実装する方法について説明します。アトミック操作により、操作が分割不可能でスレッドセーフな方法で実行されることが保証され、すべての作業項目によって命令がアトミックに実行されることが保証されます。グローバル メモリへのポインタを受け取り、ローカル メモリで 2 つの変数を宣言する「atomic」という名前のカーネル関数の例が示されています。最初の変数は非アトミック命令を使用してインクリメントされ、2 番目の変数はアトミック操作を使用してアトミックにインクリメントされます。最後に、両方の変数の結果がグローバル バッファーに代入されます。このビデオでは、Linux や Windows などの従来のソフトウェア プラットフォームと同様に、アトミック操作を使用してミューテックスまたはセマフォを実装できることについて説明しています。これにより、保護されたデータまたは領域に一度に 1 つの作業項目のみがアクセスできるようになります。
   
  
• 00:10:00 このセクションでは、ビデオでは、作業項目の同期の必要性と、ミューテックスを使用して、常に 1 つのスレッドのみが重要なデータにアクセスできるようにする方法について説明します。ミューテックスのロックとロック解除のプロセスには、元の値の読み取り、状態の変更、更新された値のメモリへの書き込みなど、いくつかの小さな操作が含まれます。このビデオでは、ある位置の元の値を比較パラメータと比較し、条件が true の場合に新しい値を割り当てるアトミック比較交換関数を紹介します。この関数は、ミューテックスの実装に役立ち、プログラムがミューテックスがロック状態にあるかどうかを確認し、それに応じて処理を進めることができます。ミューテックスがすでにロックされている場合、プログラムは単に元の値を返し、その値が使用可能になるまで待機します。
  
  
• 00:15:00 このセクションでは、ワークアイテム間の同期メカニズムとしてスピン ロックの概念を紹介します。スピン ロックは、ロックが解除されるまでミューテックスのステータスをチェックし続けます。また、スピン ロックの実装にはアトミック オペレーション機能が使用されます。 Mutex と呼ばれるカーネル関数は 2 つの引数で定義されており、2 番目の引数はミューテックスがソリッド ステートであるかどうかを確認し、ソリッド ステートである場合はロックが解除されるまで待機します。ミューテックスのロックが解除されると、ワークアイテムは合計を増分し続け、最終的にカーネル関数の最後に到達すると、すべてのワークアイテムが同期されます。この例では、デバイスの計算ユニットがカーネル関数内のグループよりも多くのワーク グループをマッピングできないという反例も紹介しています。
  
  
• 00:20:00 このセクションでは、ビデオで OpenCL でのワークアイテムの同期がどのように機能するかについて説明します。コンピューターユニットよりも作業項目の数が多い場合、作業項目はアクションを同期するミューテックスにアクセスするために相互に待機する必要があるため、カーネル関数がハングする可能性があります。複数のワークアイテムが同じグループにある場合、個々のワークアイテムはグローバル メモリに個別にアクセスできないため、カーネルもハングします。つまり、ミューテックスはアクションの同期に役に立ちません。ビデオでは、ローカル メモリとグローバル メモリ間で大量のデータを転送する場合、時間がかかるため、データを段階的に転送しないようにアドバイスしています。代わりに、同期および非同期のグループ ワーク グループ コピーなどの特別な組み込み関数を使用する方が効率的です。
  
  
• 00:25:00 このセクションでは、コールバック関数を使用して、以前のデータ転送に関連する 1 つ以上のイベントをカーネルに待機させるプロセスについて講演者が説明します。ウェイトグループイベントはカーネル側でのみ利用できるため、ホストアプリケーション側の関数としてコールバック関数を使用します。講演者は、最後の命令が、続行する前にカーネルが関連するイベントを待機することを保証するグループ イベント待機関数である例を示しました。

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32. OpenCLイベント

32. OpenCLイベント

このビデオでは、コールバック関数とコマンド同期イベントの例を示しながら、OpenCL イベントと、操作の監視、完了したタスクのホストへの通知、コマンドの同期における OpenCL イベントの使用法について説明します。このビデオでは、コマンド イベントとユーザー イベントの違い、ユーザー イベントのステータスを更新する必要がある方法、更新によってイベントが読み取り操作を開始できるようにする方法について説明します。このビデオでは、ブロッキング フラグの不適切な使用を警告し、OpenCL プログラム内でイベントを管理する際にコールバックを適切に使用することを推奨しながら、CL Get Event Info API がコマンドのステータスとタイプに関する貴重な情報をどのように提供できるかを強調しています。

• 00:00:00 このセクションでは、OpenCL フレームワークでの操作を監視するために使用される OpenCL イベントについて学びます。イベントは通知をトリガーして、デバイス上でコマンドが完了したことをホストに通知し、コマンドを同期するために使用できます。コールバック関数は、イベントを通じて情報を転送するために不可欠です。コールバック関数を使用して、イベントをデータ転送コマンドに関連付けることができます。 CL セット イベント コールバックは、コールバック関数を特定のイベントに関連付けるために使用されます。コールバック関数は同じシグネチャを持つ必要があります。 void C 関数名、イベント ステータス、およびデータを使用してコールバックします。必要に応じてパラメータを使用してデータを渡すことができ、メイン プログラムはイベントを使用してコールバック関数を関連付けます。
  
  
• 00:05:00 このセクションでは、講演者が OpenCL イベントのコードとコールバック関数がどのように機能するかを説明します。これらは、データを調べて 5.0 に等しくないデータがあるかどうかをチェックする 2 つのコールバック関数、kernel と read について説明しています。講演者は、メイン プログラムがカーネル メッセージを初期化し、CL 送信イベント コールバックを使用してコールバック関数を設定する方法について説明します。コマンド同期イベントがどのように機能するか、待機リストを使用して独自のコマンド実行順序を確立する方法、およびユーザー イベントがホスト プログラムに関連付けられている間、コマンド イベントがコマンドにどのように関連付けられるかについて説明します。最後に、講演者は、2 つのインキュー タスクが完了したときに 2 つのカーネル イベントがどのようにトリガーされるかを例として説明します。
  
  
• 00:10:00 このセクションでは、講演者が OpenCL でのイベントの使用法と、コマンド イベントとユーザー イベントの違いについて説明します。コマンド イベントはデバイス上で実行されるコマンドに対応し、ユーザー イベントはホスト アプリケーションによって生成されます。ユーザーイベントは、引数としてコンテキストと戻りエラーコードを指定して「CL create user events」コマンドを使用することで作成できます。ユーザーイベントのステータスは、使用する前に「CL set user events status」によって更新する必要があります。講演者は、ユーザー イベントが発生するまでバッファーとカーネル関数の読み取り操作が実行されない例も示しました。最後に、ユーザー イベント ステータスが「CL 完了」または「CR 成功」に更新されて、読み取り操作が開始されます。
  
  
• 00:15:00 このセクションでは、イベントを使用して OpenCL プログラムのさまざまな操作を同期する方法について講演者が説明します。特定の操作が完了したときに通知するようにイベントを設定し、後続の操作を開始できるようにすることができます。イベントのステータスは、CL Get Event Info API を使用してクエリでき、コマンドのタイプとステータスに関する情報を提供できます。講演者はまた、ブロック フラグを true に設定するとホスト プログラムがイベントの待機状態になる可能性があるため、コールバックを適切に使用することが OpenCL プログラムでのイベント管理にどのように役立つかを説明します。

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33. OpenCLイベントプロファイリング

33. OpenCLイベントプロファイリング

このビデオでは OpenCL イベント プロファイリングについて説明し、CL_QUEUE_PROFILING_ENABLE フラグを使用してプロファイル イベントをコマンドに関連付けることによって、コマンドに関するタイミング情報を測定する方法を説明しています。講演者は、プロファイリング実験を実行して、データ転送、メモリ マップ操作、およびカーネル機能にかかる時間を決定する方法をデモンストレーションします。このビデオではコード例を示し、メモリ マップ操作を使用してデータ転送のオーバーヘッドを削減する利点について説明します。さらに、ビデオでは、作業項目の数を増やすことでカーネルの実行時間がどのように短縮されるかを示しています。

• 00:00:00 このセクションでは、講演者が OpenCL のイベント プロファイリングと、それを使用してコマンドに関するタイミング情報を測定する方法について説明します。プロファイリングを有効にするには、スピーカーはコマンド キューの作成時に CL_QUEUE_PROFILING_ENABLE フラグを設定します。次に、スピーカーはキュー API の最後の引数としてイベントを配置することで CI イベントをコマンドに関連付けます。コマンドの実行が完了すると、CL_GET_EVENT_PROFILING_INFO API を使用してコマンドのタイミングに関する情報が取得されます。コマンドがキュー内にどれくらいの時間残っているか、または実行にどれくらいの時間がかかったかを把握する方法などの例が示されています。これらの API を使用してイベントをプロファイルする方法を説明するために、OpenCL コードも提供されています。
  
  
• 00:05:00 このセクションでは、講演者は、データ転送とメモリ マップ操作にかかる時間を決定するためのプロファイリング実験を実行する方法について説明します。イベントプロファイリングを使用すると、実行時間の変動を排除し、設定された反復回数の累積合計時間を正確に計算できます。データ パーティショニングは実行時間の短縮に役立ち、イベント プロファイリングを使用して Q nd range カーネル関数の CIO をプロファイリングし、単一の作業項目の実行時間を決定できます。プロファイリング実験の結果は、メモリ マップ操作を使用するとデータ転送のオーバーヘッドを削減できることを示しています。
  
  
• 00:10:00 このセクションでは、講演者が OpenCL イベント プロファイリングを使用してメモリ マップ操作をプロファイリングする方法について説明します。 for ループを使用してプロセスを複数回繰り返し、平均実行時間を取得します。キュー内の CL を使用してカーネルを起動し、カーネルを配置してプロファイル イベントに関連付けます。 CL get Even プロファイリング情報を使用して、イベントの開始時刻と終了時刻を調べます。これにより、カーネルの実行に関連するタイミング情報が得られます。すべての反復が完了すると、平均実行時間が計算されます。また、作業項目の数を増やすとカーネルの実行時間が短縮されることも示しています。

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34. OpenCL から FPGA へのマッピングの概要

34. OpenCL から FPGA へのマッピングの概要

このビデオでは、OpenCL から FPGA へのマッピングの概要を説明し、FPGA ベースのアプリケーションのプログラミング言語としての OpenCL の重要性を強調しています。 OpenCL を使用すると、使い慣れた C/C++ API を使用して、FPGA、GPU、マルチコア プロセッサなどのハードウェア アクセラレータ上で複雑なワークロードをプログラミングできます。 OpenCL を FPGA にマッピングする概念については、OpenCL プログラミング モデルを例として使用し、コードをホスト側とアクセラレータまたはデバイス側に分けて説明します。 OpenCL でデータ セットとワーク グループを分割する際のスレッドの使用についても説明します。各グループはローカル メモリを共有して、FPGA 上で並列計算を効率的に実行します。

• 00:00:00 このセクションでは、ナレーターが FPGA ベースのアプリケーション用のプログラミング言語としての OpenCL の重要性を説明します。同氏は、FPGA 開発にはロジック設計のスキルと FPGA リソースの知識が必要なため、FPGA プログラマよりも標準的な CPU プログラマが多いことを強調しました。ただし、OpenCL を使用すると、ソフトウェア開発者は、使い慣れたソフトウェア環境で最適化およびデバッグされたプログラムを作成できます。 OpenCL は、FPGA、GPU、マルチコア プロセッサなどのハードウェア アクセラレータ上で複雑なワークロードのプログラミングを可能にするソフトウェア プログラミング モデルです。使い慣れた C/C++ API を使用し、ロイヤリティフリーでオープン ロイヤルティです。 OpenCL の重要な機能の 1 つは、従来の設計で並列処理を推論する方法を指定する実行モデルです。 OpenCL を使用すると、ユーザーは複数のデータ要素にわたって多数の小さなタスクを並行して実行するカーネルを設計でき、ハードウェア リソースを活用できます。
  
  
• 00:05:00 ビデオのこのセクションでは、OpenCL を FPGA にマッピングする概念について説明します。 OpenCL プログラミング モデルが例として使用され、コードはホスト側とアクセラレータまたはデバイス側に分割されます。ホスト プログラムはデバイスを準備し、カーネルはこれらのデバイスに送信するコマンドを作成します。デバイス側では、OpenCLC でカーネル関数が定義されており、Q およびアレンジメント カーネルの CL がホスト上で実行されると、このカーネル関数の複数のインスタンスがデバイス上のコンピュータ ユニットとしてトリガーされます。 OpenCL カーネルは、多数の並列実行スレッドを定義するデータ並列関数です。カーネルは、CPU、GPU、FPGA などのコンピュータ デバイスによって実行できます。この例では、カーネルは a と B のすべての要素ペアに対して adament wise sum を実行しますが、これらの個々のペア間に依存関係がないため、並列的に実行されます。
  
  
• 00:10:00 ビデオのこのセクションでは、講演者が OpenCL でデータ セットとワーク グループを分割する際のスレッドの使用について説明します。彼らは、スレッドが元のデータ セットのさまざまな部分にアクセスでき、ワーク グループにグループ化され、各グループがローカル メモリを共有すると説明しています。スレッドは、ローカル ID とグローバル ID を含む ID を使用して識別されます。グローバル ID は、グループ ID とローカル サイズを含む式を使用して計算されます。このシステムにより、FPGA で並列計算を実行する際にリソースを効率的に使用できます。

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35. OpenCLのメモリタイプと実行時環境

35. OpenCLのメモリタイプと実行時環境

OpenCL 環境では、デバイス側にプライベート メモリ、ローカル メモリ、グローバル メモリ、定数メモリなどのさまざまなタイプのメモリがあり、ホスト メモリも計算に使用されます。カーネル関数の FPGA へのマッピングには、一般的な HDL 開発環境でコンパイルされた高級記述言語を生成する OpenCL コンパイラが使用されます。アクセラレータ、カーネル機能、データ パス、メモリ構造を含む完全な FPGA デザインは、OC と呼ばれるオフライン コンパイラによって生成されます。ボード サポート パッケージは、ホスト側とデバイス側の両方のランタイム環境でチップ コンポーネントと通信するための PCIe 通信とメモリ コントローラーをサポートします。これにより、カーネル関数が実行され、他のリソースやメモリ コンポーネントと通信できるようになります。

• 00:00:00 このセクションでは、OpenCL 環境のデバイス側にさまざまな種類のメモリ コンポーネントがあることについて説明します。これらのメモリ タイプには、各ワークアイテムのプライベート メモリ、ワーク グループ内の複数のワークアイテムで共有できるローカル メモリ、すべてのワークアイテムとワーク グループで共有されるグローバル メモリ、および定数を格納するために使用される定数メモリが含まれます。ホスト メモリはホストでの計算にも使用され、デバイスは PCIe QPI や AXI などの特定のインターコネクトを使用してデータの通信と交換を行います。カーネル関数を FPGA にマッピングするプロセスでは、VHDL または Verilog などの高水準記述言語を生成する OpenCL コンパイラを使用します。この実装は、Quarters などの一般的な HDL 開発環境でコンパイルされ、FPGA プログラミング ビット ストリームを生成します。
  
  
• 00:05:00 このセクションでは、講演者が OpenCL のランタイム環境のコンポーネントについて説明します。これには、OS ドライバー、低レベルのハードウェア記述、OpenCL API 実装ライブラリが含まれます。アプリケーション全体はプロセッサ上で実行され、FPGA デバイスの場合は、アクセラレータ、カーネル関数、データ パス、カーネルで使用されるメモリ構造を含む完全な FPGA デザインを生成する OC と呼ばれるオフライン コンパイラがあります。ボード サポート パッケージには、チップ コンポーネントと通信するための PCIe 通信およびメモリ コントローラーをサポートする SDK 環境が付属しています。ホスト側とデバイス側の両方のランタイム環境により、カーネル関数が実行され、他のリソースやメモリ コンポーネントと通信できるようになります。