一从零开始学习OpenCL开发架构【转】( 二 ) _计算

2.关于在GPU上写代码的那些事儿
也是通过在GPU上写代码来加速，只不过他把CPU、GPU、其他什么芯片给统一封装了起来，更高了一层，对开发者也更友好。说到这里突然很想赘述一些在GPU上写代码的那些历史。。
其实最开始显卡是不存在的，最早的图形处理是放在CPU上，后来发现可以再主板上放一个单独的芯片来加速图形绘制，那时还叫图像处理单元，直到把这东西做强做大，并且第一给它改了个NB的称呼，叫做GPU，也叫图像处理器，后来GPU就以比CPU高几倍的速度增长性能。
开始的时候GPU不能编程，也叫固定管线的，就是把数据按照固定的通路走完
【一从零开始学习OpenCL开发架构【转】】和CPU同样作为计算处理器，顺理成章就出来了可编程的GPU，但是那时候想在GPU上编程可不是容易的事，你只能使用GPU汇编来写GPU程序，GPU汇编？听起来就是很高级的玩意儿，所以那时使用GPU绘制很多特殊效果的技能只掌握在少数图形工程师身上，这种方式叫可编程管线。
很快这种桎桍被打破，GPU上的高级编程语言诞生，在当时更先进的一些显卡上（记忆中应该是3代显卡开始吧），像C一样的高级语言可以使程序员更加容易的往GPU写代码，这些语言代表有和微软一起创作的CG，微软的HLSL，的GLSL等等，现在它们也通常被称为高级着色语言（），这些目前已经被广泛应用于我们的各种游戏中。
在使用的过程中，一些科研人员发现很多非图形计算的问题（如数学、物理领域的并行计算）可以伪装成图形问题利用实现在GPU上计算，而这结果是在CPU上跑速度的N倍，人们又有了新的想法，想着利用GPU这种性能去解决所有大量并行计算的问题（不只图形领域），这也叫做通用处理的GPU（GPGPU），很多人尝试这样做了，一段时间很多论文在写怎样怎样利用GPU算了哪个东东。。。但是这种工作都是伪装成图形处理的形式做的，还没有一种天然的语言来让我们在GPU上做通用计算。这时又是带来了革新，09年前后推出的GUDA架构，可以让开发者在他们的显卡上用高级语言编写通用计算程序，一时CUDA热了起来，直到现在N卡都印着大大的CUDA logo，不过它的局限就是硬件的限制。
则突破了硬件的壁垒，试图在所有支持的硬件上搭建起通用计算的协同平台，不管你是cpu还是gpu通通一视同仁，都能进行计算，可以说的意义在于模糊了主板上那两种重要处理器的界限，并使在GPU上跑代码变得更容易。
架构
3.1 硬件层：
上面说的都是关于通用计算以及是什么，下面就提纲挈领的把的架构总结一下：
以下是硬件层的抽象

文章插图
它是一个Host（控制处理单元，通常由一个CPU担任）和一堆（计算处理单元，通常由一些GPU、CPU其他支持的芯片担任），其中切分成很多（这是独立参与单数据计算的最小单元，这个不同硬件实现都不一样，如GPU可能就是其中一个，而CPU可能是一个Core，我猜的。。因为这个实现对开发者是隐藏的），其中很多个可以组成组为一个 Unit，一个Unit内的之间可以方便的共享，也只有一个Unit内的可以实现同步等操作。
3.2 内存架构

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其中Host有自己的内存，而在上则比较复杂，首先有个常量内存，是所有人能用的，通常也是访问最快的但是最稀少的，然后每个有自己的，这是的，一个组内的有他们共用的一个local。仔细分析，这是一个高效优雅的内存组织方式。数据可以沿着Host-》-》local-》的通道流动（这其中可能跨越了很多个硬件）。

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