00:10:00 このセクションでは、OpenCL を使用して画像を回転する方法を講演者が説明します。このプロセスには、座標をチェックし、それらが画像の寸法内で正の値であることを確認することが含まれます。次に、物理メモリの位置を決定する計算を使用して、ピクセル情報が元の位置から新しい位置にコピーされます。このセクションにリストされているコード例は、この実装と以前の行列乗算の違いを示しています。 OpenCL API の C++ バインディングは、プラットフォームへのクエリ、デバイスの取得、コマンド キューの作成、およびデータ移動用のバッファーの宣言を行うための環境をセットアップするために使用されます。カーネルがコンパイルされ、カーネルを実行するためのパラメータが設定されます。これは、結果をホストに読み取ることで完了します。
00:05:00 このセクションでは、QAPI のブロッキング読み取り引数と、それを使用して同期ポイントを設定する方法に焦点を当てます。ブロッキング読み取りを true に設定すると、この API をブロッキング読み取り操作にすることができ、読み取り操作が完了するまで他のメモリ操作が停止されます。また、この講義では、QAPI でのイベントを使用してコマンド間の依存関係を指定する方法についても説明します。これは、複数のコマンド、データ転送、計算を含む複雑な操作に役立ちます。さらに、キュー内の Co を使用して送信されたコマンドは非同期で処理され、エラー状態やプロファイリング データを返すことができないため、イベントはコマンド自体よりも多くのコマンドに関する情報を提供できます。ただし、コマンドに関連付けられたイベントを生成すると、CL get events info API を使用してコマンドに関する情報を照会できます。
00:10:00 このセクションでは、OpenCL 同時実行モデル、特にコマンドの実行を管理するための同期ポイントの使用について説明します。同期する方法の 1 つは待機イベントの使用です。この場合、ホストは特定のイベントが発生するまでブロックできますが、キュー API にはコマンド間同期用の待機イベントがいくつかあります。一方、バリア操作は、アウトオブオーダー キューに使用される特別なコマンドであり、同期ポイントになります。マーカーも同様の目的を果たしますが、実行をブロックするのではなく、暗黙的な入力イベントとして機能し、出力イベントによって先行コマンドの完了ステータスを通知します。コマンドに関するその他の情報 (エラー条件など) は、CIL イベント情報取得 API を使用して照会できます。
00:15:00 このセクションでは、ホストとデバイス間のデータ フローを制御するために使用される OpenCL のコマンド API とイベント API について講師が説明します。同氏は、コマンド API を使用すると、ユーザーがコマンド キューにコマンドを送信できるようになり、カーネルの実行、バッファの読み取りと書き込み、メモリ マッピングなどのさまざまな操作を実行できると説明しました。イベント API を使用すると、ユーザーは送信されたコマンドの実行ステータスをクエリし、コンテキスト内でプロファイリングを適用できます。また、キュー内のコマンドの特定の実行ステータスが発生したときにトリガーされるイベント コールバック関数についても説明します。コールバック関数を使用すると、単純なタスクを実行し、OpenCL アプリケーションが利用できる出力データを提供できます。講師は、コールバック関数はできるだけ早く完了する必要があり、ブロック関数であってはいけないと強調しています。
01:05:00 ビデオのこのセクションでは、講演者が OpenCL 同時実行モデルと、作業項目をハードウェア スレッドまたはコンテキストにグループ化する方法について説明します。作業項目は、作業項目をマッピングして OpenCL フレームワークからディスパッチするときに、独自のプログラム カウンターを維持する責任があります。講演者は、作業項目は GPU 処理要素を実現し、活用するように設計する必要があると説明します。問題のサイズと現在作業中の要素の次元を理解することが重要です。スピーカーは、問題の次元、グローバル サイズ、ローカル サイズを理解するために使用できる一連の組み込み関数を提供します。さらに重要なことに、実際のデータ項目が何であるかを調べるためのインデックスとしてグローバル ID とローカル ID を取得するために使用できます。現在の作業項目で作業する必要があります。 OpenCL 同時実行モデルのさまざまな側面を説明するために、簡単なカーネルの例も提供されています。
01:10:00 このセクションでは、グローバル空間の ID 番号を取得して計算するための get global ID メソッドで使用するアドレスを計算するカーネル関数について説明します。次に、カーネル関数はそのアドレスを配列のインデックスとして使用し、結果を 2 で乗算し、その積を別のバッファに割り当てます。講師は続けて、次元 0 のグローバル ID を使用して計算対象の要素を決定する方法と、次元 1 のグローバル ID がこれまでに処理された行数を決定するのにどのように役立つかを説明します。その考え方は、各ワークアイテムが一意の要素で計算を実行し、どの要素でも計算が繰り返されないようにして、GPU または CPU サイクルを節約することです。
01:15:00 このセクションでは、ビデオで OpenCL 同期の仕組みと、ハードウェアベースの順序付けを保証することが難しい理由について説明します。 OpenCL は、プログラムがどこで実行されるかわからないクロスプラットフォーム API フレームワークであるため、ハードウェアベースの順序を保証できません。 OpenCL は、マルチスレッドをサポートするデバイス上で実行されますが、そのようなデバイス上で個別に実行されるオペレーティング システムはありません。これは、実行キューからスレッドを削除するマスター カーネルや OS カーネルがないことを意味します。その結果、セマフォまたは同様のメカニズムを使用するときにデッドロックが発生するリスクがあります。作業項目間で高度な同期を実行するために、OpenCL はワークグループ バリアを使用します。ただし、OpenCL には、同じカーネル実行の異なるワークグループ内の作業項目間の同期をサポートするメカニズムがありません。ワークグループ内または同じコンピューティング上でのデータ共有をサポートするには、すべての処理要素にアクセスできるローカル メモリを使用できます。
01:20:00 このセクションでは、OpenCL の同じワークグループ内のワークアイテムを同期するためのバリア操作の使用について学習します。バリア API は同期ポイントとして使用され、ワーク グループ内の他のすべての作業項目もバリアに到達するまで、作業項目はバリアを超えて続行できません。これにより、続行する前に、グループ内のすべての作業項目に同じデータが含まれることが保証されます。 OpenCL のグローバル同期ラインを使用すると、イベントと待機イベントを使用してグローバル スケールで同期できますが、ワーク グループ内では作業項目レベルで同期を実行するためにバリア操作を利用する必要があります。
01:25:00 このセクションでは、OpenCL のカーネル関数とその引数 (グローバル メモリとローカル メモリ内のメモリ オブジェクトへのポインタ) について学びます。ローカル メモリは計算ユニット内に存在し、その計算ユニット内の処理要素によって共有されます。カーネル関数は、グローバル ID とローカル ID を使用して、グローバル メモリからデータを読み取り、それをローカル バッファ内の対応する要素に割り当てます。同じ代入ステートメントで作業するすべての作業項目を同期するには、ワークグループ バリアとローカル メモリ オフェンスが同期ポイントとして使用されます。同期後、カーネル関数はローカル バッファ内のデータに対して操作を実行し、結果をグローバル メモリ内の出力バッファ内の対応する場所に保存します。
01:30:00 このセクションでは、OpenCL のネイティブ カーネルの概念を紹介します。これにより、OpenCL コンパイラに依存せずにデバイス上のカーネルとして C 関数を使用できるようになります。ネイティブ カーネルを呼び出すための API は、「アンボックス化」と呼ばれるスキームを使用して C 関数に引数を渡すためのメカニズムとともに提供されます。この講義では、引数を渡す例を示します。これには、OpenCL 環境から取得される OpenCL バッファなどのメモリ オブジェクトへの定数とポインタを渡すことが含まれます。
01:35:00 このセクションでは、インキュー ネイティブ カーネル API を使用して OpenCL メモリ オブジェクトをユーザー関数に渡す方法を講師が説明します。 API では、渡されるメモリ オブジェクトの数と、それらのそれぞれの場所をリストで指定する必要があります。これには、メモリ オブジェクトと定数のプレースホルダが含まれます。これらは対話型の受け渡しが必要なため、メモリ オブジェクトとは区別されます。組み込みカーネルはデバイス固有であり、特殊なハードウェア リソースを利用しますが、汎用ではなく、異なるデバイス間で同じ機能を持たない場合があります。
01:40:00 このセクションでは、ビデオ内の隣接するフレーム間の動きを推定する画像処理に使用される、OpenCL 用の社内動き推定拡張機能などの組み込みカーネル関数について学びます。この拡張機能はハードウェア アクセラレーションまたは埋め込みファームウェア機能を提供し、OpenCL Web サイトでさらに詳しく調べることができます。
00:35:00 このセクションでは、講演者がデモを使用して文字列検索用の MapReduce サンプルの実装を説明します。カーネル関数について説明します。ローカル メモリが初期化され、カウンタがリセットされ、プログラムは Pope ID を使用してオフセットを計算し、一度に 16 バイトをテキスト ベクトルにロードします。次に、関数は結果を比較し、first of all およびリダクション関数を使用してグローバル リダクションを実行します。 GitHub 上のサンプル コードが示され、スピーカーは、パターン、テキスト要素、テキスト バッファー、項目の文字、元のテキストの全長、画像のサイズなどの引数の概要を説明します。最後に、彼はグローバル サイズが利用可能なリソースと、目的の文字列を見つけるプロセスに関与する正式な科学にどのように依存するかについて話します。
This video explains the implementation of string search on OpenCL device using MapReduce approach. Vector instructions and operations are briefly explained. ...
16. OpenCL の例: 画像の回転
16. OpenCL の例: 画像の回転
このビデオでは、画像の回転と、OpenCL を使用してそれを実装する方法について説明します。画像内の各ピクセルには座標があり、特定のカラー スケールを表します。回転には、元の座標と新しい座標および回転角度を考慮した式に基づいてピクセルを新しい位置に移動することが含まれます。講演者は、単一ピクセルの新しい位置を計算するために各ワークアイテムを割り当てることを提案し、入力分解を使用してグローバル ワークスペース全体をより小さなワーク グループに分割し、操作をより効率的に実行できるようにします。デバイス上のバッファからホスト上のバッファに画像を転送するプロセスについても、エラーのチェックと経過時間の計算に重点を置いて説明します。
17. OpenCL サンプル画像回転デモ
17. OpenCL サンプル画像回転デモ
「OpenCL サンプル イメージ回転デモ」チュートリアルでは、プログラムが処理する C コードとイメージ ファイルを含むさまざまなフォルダーを含むデモのソース コードについて説明します。このビデオでは、入力イメージと出力イメージのバッファーの作成、元のイメージのデバイス バッファーへのコピー、カーネル引数の設定、イメージ全体として定義されたグローバル サイズでのカーネルの実行、出力データのホストへの読み取りまでを説明します。カーネル関数は回転パラメータを受け取り、各ピクセルの新しい座標を計算し、境界チェックを使用してピクセル情報を新しい位置にコピーします。このプログラムには、回転した画像を BMP 形式で保存する機能も含まれており、完了後にすべてのリソースが解放されます。デモでは、元の画像のピクセルを正常に読み取り、計算して、回転された画像を作成します。
18. OpenCL の例: 画像の畳み込み
18. OpenCL の例: 画像の畳み込み
「OpenCL の例: 画像コンボリューション」ビデオでは、ぼかしフィルターなどのフィルターを適用することで、隣接するピクセルからの情報を使用して画像内の各ピクセルを変更する画像コンボリューションについて説明します。このビデオでは、画像畳み込み関数のシード実装を提供し、画像データ型用に設計された OpenCL の「画像」データ構造を紹介して、グラフィックス プロセッサでの効率的な処理を可能にします。このビデオでは、OpenCL を使用して画像畳み込み作業を行うために画像とフィルター データをデバイスにコピーする方法と、画像にアクセスするための OpenCL サンプラー オブジェクトの使用方法を示します。このビデオでは、ワークアイテムを取得し、フィルターの行と列を反復処理して画像オブジェクトからピクセル情報を取得し、それらをフィルター ピクセルと乗算し、それらを sum 変数に累積する方法も示します。最後に、ビデオでは、OpenCL 画像オブジェクトを使用してピクセル値を更新する方法を示します。
19. デモ: OpenCL の例 - 画像畳み込み
19. デモ: OpenCL の例 - 画像畳み込み
このビデオでは、ぼかし、鮮明化、エッジ鮮明化、検出、包含フィルターなどのさまざまなフィルターを定義する OpenCL 画像畳み込みの例について説明しています。発表者は、フィルター値の初期化、ファイルからの BMP 画像データの読み取り、入力および出力画像オブジェクトの作成、カーネルを実行するためのカーネル引数の設定を実演します。このビデオでは、サンプラーの作成、境界外のピクセルの処理方法の定義、カーネルの起動、ピクセル データのファイルへの保存、BMP 形式に必要なヘッダーの作成についても説明しています。最後に、2 つのバッファーの値を比較して結果を検証し、浮動計算によるわずかな偏差はあるものの黄金の結果と一致するフィルター処理されたイメージを作成します。
20. 講義 5 OpenCL 同時実行モデル
20. 講義 5 OpenCL 同時実行モデル
この講義では、複数のコマンド キュー、キューイング モデル、OpenCL カーネルの作業項目、作業グループなどの OpenCL ランタイムと同時実行モデルについて説明します。同期ポイントはコマンドの実行を管理するために使用され、待機イベントはデバイス側のコマンド キュー内のコマンドを同期するために使用されます。この講義では、OpenCL における非同期操作の重要性を強調し、イベントを使用してコマンド間の依存関係を指定する方法について説明します。講師は、イベント完了のためのコールバック関数の使用についても説明し、パフォーマンス調整のためのプロファイリングの重要性を強調します。さらに、この講義では、パイプラインおよび並列実行モデルを含む、システム内の複数のデバイスの OpenCL 同時実行モデルについても説明します。最後に、講師はカーネル イベントを使用した実行モデルの実装をデモンストレーションします。これにより、異なるカーネルの並列実行が可能になります。
OpenCL 同時実行モデルでは、ローカル同期を備えたワーク グループを使用して実行の並列性を実現することで、複数の作業項目を独立して実行してパフォーマンスを向上させることができますが、作業項目が多すぎるとリソースの競合が発生する可能性があります。ワークアイテムは独自のプログラム カウンターを維持する責任があり、問題の次元と問題のサイズを理解することは、GPU 処理要素を活用するワークアイテムを設計するために重要です。 OpenCL はワークグループ バリアを使用してワークアイテム間の高度な同期を実現しますが、同じカーネル実行の異なるワークグループ内のワークアイテム間の同期をサポートするメカニズムはありません。同じワークグループ内のワークアイテムを同期するにはバリア API を使用しますが、グローバル スケールでの同期にはイベントと待機イベントを使用します。カーネル関数は、グローバル メモリとローカル メモリ内のメモリ オブジェクトへのポインタを使用し、すべての処理要素にアクセスできるローカル メモリをワーク グループ内のデータ共有に使用できます。この講義では、OpenCL コンパイラに依存せずにデバイス上のカーネルとして C 関数を使用できるようにするネイティブ カーネル、キュー内のネイティブ カーネル API を使用して OpenCL メモリ オブジェクトをユーザー関数に渡すこと、および組み込みカーネル関数についても説明します。 OpenCL の動き推定拡張機能。ビデオ内の隣接するフレーム間の動きを推定する画像処理に使用されます。
したがって、潜在的な問題を回避するには、依存関係を適切に設定し、適切なキュー タイプを使用することが重要です。さらに、複数のコマンド キューと、それらを使用して OpenCL プログラムの同時実行性を向上させる方法について学びます。
21. マップリデュースの概念
21. マップリデュースの概念
MapReduce の概念は、このビデオで説明されています。これには、マッピング フェーズとそれに続くリダクション フェーズを使用して、大きな問題を小さなサブ問題に分割することが含まれます。このアプローチは、Google がデータセンターのコンピューター上で膨大な量のデータを処理するために使用しています。このビデオでは、プロセッサがどのように独立して動作し、作業対象のデータをプロセッサに割り当て、完了時にキーと値のペアが生成されるかを示す例が示されています。次に、キーと値のペアが異なるプロセッサのグループによって処理され、リダクション フェーズで最終結果が得られます。このアプローチでは、ワークロードを複数のマシンに分散することで、大規模なデータセットを効率的に処理できます。
22. Map Reduce の例: WordCount と Weblink
22. Map Reduce の例: WordCount と Weblink
この YouTube ビデオでは、MapReduce を適用して、大きなテキスト ファイル内の各単語の出現をカウントし、Web ページ URL の関係を分析する方法を示しています。 MapReduce を使用すると、ドキュメントを小さなセクションに分割するマッピング段階で、各プロセッサが個別に特定のキーワードをターゲットにすることができます。削減段階では、単語キーに基づいてキーと値のペアをグループ化し、値を合計して各単語の合計出現数を取得します。 Web ページ分析の場合、マッピング プロセスには、URL をキーとして、リンクされた Web ページのリストを値として持つキーと値のペアの作成が含まれます。また、削減ステージでは、Web ページ間の関係を示す最終マップを構築します。
23. OpenCL デバイスでの MapReduce の考慮事項
23. OpenCL デバイスでの MapReduce の考慮事項
この YouTube ビデオでは、OpenCL デバイスでの MapReduce の使用を中心に説明し、メモリ構造、作業編成、ローカル/グローバル リダクションに焦点を当てています。講演者は、OpenCL デバイス上で多数の処理要素を活用する利点に言及し、MapReduce を使用して大規模なデータセットを効率的に処理しながら、さまざまなメモリ階層を使用することを強調しました。また、OpenCL デバイスでの MapReduce の使用に関連する 5 つのステップについても詳しく説明しており、マッピング プロセス、ローカル リダクション、作業項目の同期、グローバル バリア、および最終結果の生成をカバーしています。
24. MapReduce の例: デモによる文字列検索
24. MapReduce の例: デモによる文字列検索
このビデオでは、文字列検索の実装に焦点を当てて、OpenCL プログラミングと MapReduce のさまざまな側面を示します。講演者は、ローカル修飾子を使用してメモリを宣言および割り当てる方法を説明し、カーネル関数では動的メモリ割り当てが許可されていないことを指摘しました。また、ベクトル データ型を導入し、要素ごとの加算とメモリ アクセスを簡素化する方法を示します。主な焦点は、MapReduce を使用した文字列検索の実装です。入力テキストは作業項目に分割され、キーワードを検索するためのマップ関数に割り当てられます。各ワークアイテムは、テキストのチャンクをパターン ベクトルと比較しながらこのプロセスを実行します。ローカル結果は衝突を防ぐためにアトミック インクリメントによって取得され、最終結果は各作業項目の結果を集約することによって取得されます。スピーカーは、必要な引数や初期化方法など、カーネル関数の詳細な説明も提供します。
25. OpenCL の例: 基数ソート
25. OpenCL の例: 基数ソート
このビデオでは、基数ソートの概念が紹介されています。基数ソートでは、ソートされる要素の実際の値ではなく、数値表現に基づいて、より大きなソート問題をより小さなサブセットに分割します。講演者は、8 つの数値を 16 進数表現の最下位桁で並べ替える例を示します。 OpenCL shuffle 関数と shuffle2 関数は、並べ替えプロセス中に要素を効率的に再配置するために使用されます。このビデオでは、OpenCL を使用してシャッフル操作を実行する方法と、基数ソートのためにカーネル関数でシャッフル命令を使用する方法も説明しています。さらに、このビデオでは、radix sort Eight sort Eight と呼ばれるカーネル関数について説明します。この関数は、入力ベクトルを 2 進数の値に基づいて 0 と 1 のバケットに分割することで、OpenCL の配列を効果的にソートします。