42、基于指令的GPU编程及原生GPU语言入门

基于指令的GPU编程及原生GPU语言入门

1. 基于指令的GPU编程基础

1.1 指令类型

在GPU编程中，有两种主要的指令类型：规定性指令和描述性指令。

规定性指令是程序员明确告诉编译器要做什么的指令。而描述性指令则是向编译器提供关于后续循环结构的信息，给予编译器一定的自由来生成最有效的实现。

例如，在循环结构中，循环子句实际上是一个独立或并发子句，它告诉编译器循环的迭代之间没有依赖关系。不过，大多数编译器尚未实现这种新特性，所以目前还是更多地使用规定性指令。

1.2 OpenMP与OpenACC的特点

OpenMP传统上在其规范中使用规定性子句，这减少了不同实现之间的差异，提高了可移植性。但在GPU编程中，这导致了指令冗长复杂，并且在处理线程同步和其他特定硬件功能时存在细微差异。

描述性方法更接近OpenACC的理念，它不会过多受硬件细节的束缚，让编译器有自由和责任为目标硬件生成合适且有效的代码。如果OpenMP继续采用规定性指令，随着硬件复杂性的增加，OpenMP语言会变得过于复杂，代码的可移植性也会降低。

1.3 进一步探索

OpenACC和OpenMP都是大型语言，有许多指令、子句、修饰符和函数。除了核心功能外，相关示例和文档较少，很多不常用的部分可能在某些编译器中无法正常工作。因此，在将新功能添加到大型应用程序之前，最好先在小示例中进行测试。

1.3.1 参考资源

• OpenACC ：可以从OpenACC标准开始学习，其3.0版本共150页，对最