OpenCL异构计算 PDF 高清版

《OpenCL异构计算》讲解了OpenCL和如何为复杂的异构系统（多核处理器、GPU和APU）进行并行编程。OpenCL是为支持多平台设计的，受行业广泛支持，有助于帮助读者为异构环境编写高性能应用程序。

本书由并行计算和OpenCL社区中的领头人所撰写，可帮助读者体验OpenCL从而了解大量基础的并行算法。书中探索了内存空间、优化技术、图形的互操作、性能扩展，调试和性能剖析等。

本书读者对象为软件工程师、程序员、硬件工程师、高年级本科生/研究生，可供并行编程课程使用，包含有详细的案例，附有额外的网上练习和其他支持材料。

本书特色

1. 解释OpenCL并行编程的原理和策略，从理解四大抽象模型开始，一直介绍到测试和调试完整的应用
2. 覆盖图像处理、Web插件、粒子模拟、视频编辑和性能优化等主题
3. 展示OpenCL如何映射到目标体系结构，并解释一些映射到各种体系结构的折衷方案
4. 提出一系列基础编程技术，并通过若干个实例和案例分析来展示针对不同硬件平台的OpenCL扩展
    

目录

• 第1章 并行编程入门 1
• 引言 1
• opencl 1
• 本书目标 2
• 并行思维 2
• 并发编程模型和并行编程模型 6
• 线程和共享内存 9
• 消息传递通信 9
• 不同的并行粒度 10
• 数据共享和同步 11
• 本书结构 11
• 参考文献 12
• 扩展阅读和相关网站 13
• 第2章 opencl简介 15
• 引言 15
• opencl标准 15
• opencl 规范 15
• kernel和opencl执行模型 16
• 平台和设备 19
• .主机-设备交互 19
• 执行环境 21
• 上下文 22
• 命令队列 22
• 事件 23
• 内存对象 23
• flush命令和finish命令 26
• 新建一个opencl程序对象 26
• opencl的kernel 27
• 内存模型 29
• 编写kernel 31
• 向量相加实例的完整代码 32
• 小结 39
• 参考文献 39
• 第3章 opencl设备架构 41
• 引言 41
• 硬件权衡 41
• 性能随频率的提升及其限制 43
• 超标量执行 44
• vliw 44
• simd和向量处理 47
• 硬件多线程 48
• 多核架构 51
• 集成：片上系统和apu 53
• 高速缓存层次和内存系统 54
• 架构设计空间 55
• cpu设计 56
• gpu体系结构 60
• apu和类apu的设计 63
• 小结 64
• 参考文献 65
• 第4章 opencl基本实例 67
• 引言 67
• 应用实例 67
• 简单的矩阵相乘 67
• 图像卷积实例 77
• 小结 85
• 第5章 opencl的并发与执行模型 87
• 引言 87
• kernel，work_item，workgroup和
• 执行域 87
• opencl同步：kernel，fence和barrier 90
• 队列与全局同步 94
• opencl内存一致性 96
• 事件 96
• 命令barrier与marker 108
• 主机端内存模型 109
• buffer对象 110
• image对象 113
• 设备端内存模型 115
• 设备端宽松的内存一致性 116
• 全局内存 117
• 本地内存 119
• 常量内存 121
• 私有内存 122
• 小结 122
• 第6章 opencl在cpu/gpu
• 平台上的实现 123
• 引言 123
• opencl在amd phenom ii x6上的
• 实现 123
• opencl在amd radeon hd6970
• gpu上的实现 128
• 多线程和内存系统 130
• 基于clause的simd执行 132
• 资源分配 137
• opencl的内存性能 139
• opencl全局内存 139
• 本地内存——软件管理的cache 142
• 小结 148
• 参考文献 149
• 第7章 opencl案例学习1：卷积 151
• 引言 151
• 计算卷积的kernel 151
• 选择合适的workgroup大小 151
• 将数据缓存到本地内存 154
• 执行卷积 160
• 小结 161
• 代码清单 162
• 主机端代码 162
• kernel代码 166
• 参考文献 171
• 第8章 opencl案例学习2：
• 视频处理 173
• 引言 173
• 获得视频帧 173
• cpu上的解码 174
• 在gpu上解码视频 175
• 在opencl中处理一个视频 179
• 在多个视频上处理多个不同effect 180
• 事件链 180
• 最终输出显示到屏幕 181
• opencl/opengl协同工作能力 181
• 小结 184
• 第9章 opencl案例学习3：
• 直方图 185
• 引言 185
• 选择适量的work-group 185
• 选择最优的work-group大小 186
• 全局内存访存优化 187
• 使用原子操作计算局部直方图 189
• 本地内存访存优化 190
• 局部直方图的规约 192
• 全局规约 193
• 完整的kernel代码 193
• 性能和小结 196
• 第10章 opencl案例学习4：
• 混合粒子模拟 197
• 引言 197
• 计算概览 197
• gpu实现 200
• 创建buffer 200
• 构造加速结构 201
• 计算碰撞 201
• 合成 202
• cpu实现 202
• 负载均衡 203
• 性能和小结 204
• 生成均匀网格的kernel代码 205
• 粒子模拟的kernel代码 206
• 第11章 opencl扩展 211
• 引言 211
• 扩展机制概览 211
• 设备拆分 214
• 双精度 225
• 参考文献 233
• 第12章 opencl的性能剖析和
• 调试 235
• 引言 235
• 基于事件的剖析 236
• amd app profiler 238
• 收集opencl程序轨迹 239
• 收集opencl gpu kernel性能
• 计数器 242
• amd app kernelanalyzer 243
• 演示amd app profiler 245
• 启动amd app profiler 245
• 使用应用程序的轨迹数据
• 以发现性能瓶颈 245
• 使用gpu性能计数器发现kernel的
• 性能瓶颈 247
• 调试opencl应用程序 248
• gdebugger概览 249
• 使用gdebugger调试并行opencl
• 应用程序 249
• amd printf扩展 251
• 小结 253
• 第13章 webcl 255
• 引言 255
• 框架设计 256
• webcl 实验性实现 257
• firefox扩展 257
• 连接javascript和opencl 258
• webcl动手练习 260
• web照片编辑器 264
• 讨论 266
• 小结 268
• 参考文献 268
• 扩展阅读和相关网站 269
• 索引 271