OpenCL ile GPU Programlama Eğitimi

Giriş

• OpenCL nedir?
• OpenCL vs CUDA vs SYCL
• OpenCL özelliklerinin ve mimarisinin genel bakışı
• Geliştirme Ortamının Kurulması

Temellere Giriş

• Visual Studio Code kullanarak yeni bir OpenCL projesi oluşturma
• Proje yapısının ve dosyalarının keşfi
• Programın derlenmesi ve çalıştırılması
• printf ve fprintf kullanarak çıktının görüntülenmesi

OpenCL API'si

• OpenCL API'sinin ana bilgisayar programındaki rolünün anlaşılması
• Aygıt bilgilerini ve yeteneklerini sorgulamak için OpenCL API'sinin kullanılması
• Bağlam (context), komut kuyrukları (command queue), tamponlar (buffer), çekirdekler (kernel) ve olaylar (event) oluşturmak için OpenCL API'sinin kullanılması
• Okuma, yazma, kopyalama, eşleme (map), eşlemeyi kaldırma (unmap), yürütme ve bekleme gibi komutları sıraya koymak için OpenCL API'sinin kullanılması
• Hataları ve istisnaları yönetmek için OpenCL API'sinin kullanılması

OpenCL C

• OpenCL C'nin cihaz programındaki rolünün anlaşılması
• Cihazda çalışan ve veri manipülasyonu yapan çekirdekler yazmak için OpenCL C'nin kullanılması
• OpenCL C veri tipleri, sınırlayıcıları (qualifiers), operatörleri ve ifadelerinin kullanılması
• Matematik, geometrik, ilişkisel vb. OpenCL C yerleşik fonksiyonlarının kullanılması
• atomik, image, cl_khr_fp16 vb. OpenCL C uzantılarının ve kütüphanelerinin kullanılması

OpenCL Bellek Modeli

• Host ve cihaz bellek modelleri arasındaki farkın anlaşılması
• global, local, constant ve private gibi OpenCL bellek alanlarının kullanılması
• buffer, image ve pipe gibi OpenCL bellek nesnelerinin kullanılması
• Sadece okuma, sadece yazma, okuma-yazma gibi OpenCL bellek erişim modlarının kullanılması
• OpenCL bellek tutarlılık modeli ve senkronizasyon mekanizmalarının kullanılması

OpenCL Çalışma Modeli

• Host ve cihaz çalışma modelleri arasındaki farkın anlaşılması
• Paralellik tanımını yapmak için OpenCL work-item'ları, work-group'ları ve ND-range'larının kullanılması
• get_global_id, get_local_id, get_group_id vb. OpenCL work-item fonksiyonlarının kullanılması
• barrier, work_group_reduce, work_group_scan vb. OpenCL work-group fonksiyonlarının kullanılması
• get_num_groups, get_global_size, get_local_size vb. OpenCL cihaz fonksiyonlarının kullanılması

Hata Ayıklama (Debugging)

• OpenCL programlarındaki yaygın hataların ve hata kaynaklarının (bugs) anlaşılması
• Değişkenleri, kırılma noktalarını (breakpoints) ve çağrı yığınını (call stack) incelemek için Visual Studio Code hata ayıklayıcısının kullanılması
• AMD cihazlarında OpenCL programlarını hata ayıklamak ve analiz etmek için CodeXL'in kullanılması
• Intel cihazlarında OpenCL programlarını hata ayıklamak ve analiz etmek için Intel VTune'un kullanılması
• NVIDIA cihazlarında OpenCL programlarını hata ayıklamak ve analiz etmek için NVIDIA Nsight'ın kullanılması

Optimizasyon

• OpenCL programlarının performansını etkileyen faktörlerin anlaşılması
• Aritmetik verimliliğini artırmak için OpenCL vektör veri tipleri ve vektörleme tekniklerinin kullanılması
• Kontrol maliyetini azaltmak ve yerelliği (locality) artırmak için OpenCL döngü açma (loop unrolling) ve döngü karosu (loop tiling) tekniklerinin kullanılması
• Bellek erişimini ve bant genişliğini optimize etmek için OpenCL yerel belleği ve yerel bellek fonksiyonlarının kullanılması
• Yürütme süresini ve kaynak kullanımını ölçmek ve iyileştirmek için OpenCL profilleme ve profilleme araçlarının kullanılması