OpenCL

Linux.fi-wikissä artikkelit käsittelevät yleensä aihettaan siltä osin, kuin se koskee Linuxia ja avoimia/vapaita ohjelmistoja. Yleisluontoisemman artikkelin tästä aiheesta löydät tietosanakirja Wikipediasta.

OpenCL on avoin monen valmistajan tukema standardi grafiikkasuoritinten GPGPU-ohjelmointiin (engl. 'General-purpose computing on graphics processing units'). Tunnetuin vaihtoehto tälle lienee vain NVIDIAn laitteissa käytettävä CUDA.

Myös tavallisiin suorittimiin saa OpenCL-tuen, jolloin ohjelmointia voi kokeilla ilman grafiikkasuoritinta. Toisaalta halvin OpenCL:ää tukeva grafiikkasuoritin maksoi vuoden 2014 alussa vain noin 30 euroa.

OpenCL-ympäristön toimivuuden tarkistava ohjelma

Seuraava ohjelma tulostaa OpenCL:ää suorittamaan pystyvät alustat. Oletetaan jatkossa tämän koodin olevan nimellä hae-alustat.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <CL/cl.h>

int main()
{
    int i;
    cl_int ret;

    // Haetaan alustat (enintään 10).
    cl_uint alusta_lkm;
    cl_platform_id alusta_id[10];
    ret = clGetPlatformIDs(10, alusta_id, &alusta_lkm);
    if (ret != CL_SUCCESS) {
        printf("clGetPlatformIDs epäonnistui.\n");
        exit(1);
    }
    // Haetaan alustojen valmistajien nimet (max. 1000 merkkiä)
    printf("clGetPlatformIDs löysi %i alustaa.\n", alusta_lkm);
    for (i=0; i<alusta_lkm; i++) {
        char tmp[1000];
        clGetPlatformInfo(alusta_id[i], CL_PLATFORM_VENDOR, 1000, tmp, NULL);
        printf("Alustan %i toimittaja on %s.\n", i, tmp);
    }
    // Tarkistetaan alustojen todella toimivan
    cl_uint laite_lkm;
    for (i=0; i<alusta_lkm; i++) {
        cl_device_id laite_id[10];
        ret = clGetDeviceIDs(alusta_id[i], CL_DEVICE_TYPE_ALL, 10,
         laite_id, &laite_lkm);
        if (ret == CL_SUCCESS) {
            printf("Alustalla %i on %i laitetta.\n", i, laite_lkm);
            for (j=0; j<laite_lkm; j++) {
                cl_context kehys = clCreateContext(NULL,
                 1, laite_id+j, NULL, NULL, &ret);
                if (ret == CL_SUCCESS) {
                    printf("Alustan %i laite %i toimii.\n", i, j);
                    clReleaseContext(kehys);
                }
                else
                    printf("clCreateContext epäonnistui laitteelle %i.\n", j);
            }
        }
        else
            printf("clGetDeviceIDs epäonnistui alustalle %i.\n", i);
    }

    return 0;
}

Jakelukohtaista

OpenCL-ympäristö Fedora 20 -jakeluun

OpenCL-ohjelman kääntämiseen (mutta ei linkittämiseen valmiiksi ohjelmaksi) riittävät OpenCL-otsakkeet. Ne asentuvat komennolla

yum install opencl-utils-devel

Tämän jälkeen komento

gcc -I/usr/include/opencl-utils/include -c hae-alustat.c

tuottaa tiedoston hae-alustat.o

Intelin OpenCL-ympäristö

Seuraavaksi tarvitaan pari pakettia riippuvuuksien vuoksi

yum install lsb-core-amd64 libpng12

Lataa osoitteesta http://software.intel.com/en-us/vcsource/tools/opencl-sdk-xe tiedosto "64-bit SDK for Linux". Pura saamasi .tgz -tiedosto normaalisti tar xzf tiedostonnimi.tgz -komennolla. Tuloksena on hakemisto. Aja sen sisältämä install-cpu.sh-tiedosto. Nyt ohjelman kääntyy ja toimii:

gcc -I/usr/include/opencl-utils/include -o hae-alustat hae-alustat.c -lOpenCL
./hae-alustat

tulostaa esimerkiksi

clGetPlatformIDs löysi 1 alustaa.
Alustan 0 toimittaja on Intel(R) Corporation.
Alustan 0 laite 0 toimii.

OpenCL vaatii Intelin dokumentaation mukaan suorittimen, jossa on vähintään SSE4.1-tuki; testatusti kuitenkin vasta SSE4.2 riittää. Tämän tarkistaa helpoiten komennolla

fgrep sse4_2 /proc/cpuinfo

Virtuaalikoneissa on huomattava, että isäntäkoneen SSE-tuki ei välttämättä näy virtuaalikoneelle. Esimerksi VirtualBoxissa tämä vaatii vähintään version 4.3.8, jonka lisäksi tuki on erikseen otettava käyttöön komennoilla

VBoxManage setextradata <vkoneen-nimi> VBoxInternal/CPUM/SSE4.1 1
VBoxManage setextradata <vkoneen-nimi> VBoxInternal/CPUM/SSE4.2 1

Riittävän SSE-tuen puuttuessa edelläoleva testiohjelma löytää alustan ja laitteen, mutta epäonnistuu clCreateContext-funktiossa.

NVIDIAn OpenCL-ympäristö

NVIDIAn OpenCL-tuen saat käyttöön RPM Fusion -pakettivarastosta komennolla

yum install kmod-nvidia

Koneen uudelleenkäynnistäminen varmistaa moduulin asentumisen.

Ohjelmointikielet
Käännettävät	Assembly | C | C++ | Go | Haxe | Haskell | Java | Pascal
Tulkattavat	Python | Perl | PHP | Ruby
-skriptikielet	Lua | Bash
GPGPU	OpenCL
muut	GLSL