{"id":19350,"date":"2021-09-23T15:33:12","date_gmt":"2021-09-23T13:33:12","guid":{"rendered":"https:\/\/ritme.com\/le-traitement-heterogene-exige-la-parallelisation-des-donnees-sycl-et-dpc-sont-un-bon-debut\/"},"modified":"2021-09-24T13:01:00","modified_gmt":"2021-09-24T11:01:00","slug":"heterogene-verarbeitung-erfordert-datenparallelisierung-sycl-und-dpc-sind-ein-guter-anfang","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ritme.com\/de\/heterogene-verarbeitung-erfordert-datenparallelisierung-sycl-und-dpc-sind-ein-guter-anfang\/","title":{"rendered":"Heterogene Verarbeitung erfordert Datenparallelisierung: SYCL und DPC++ sind ein guter Anfang"},"content":{"rendered":"\n<section class=\"wp-block-uagb-columns uagb-columns__wrap uagb-columns__background-undefined uagb-columns__stack-mobile uagb-columns__valign-undefined uagb-columns__gap-10 alignundefined uagb-block-f1dd80a6 text-card custom-shadow valign-center\"><div class=\"uagb-columns__overlay\"><\/div><div class=\"uagb-columns__inner-wrap uagb-columns__columns-2\">\n<div class=\"wp-block-uagb-column uagb-column__wrap uagb-column__background-undefined uagb-block-3262efee\"><div class=\"uagb-column__overlay\"><\/div><div class=\"uagb-column__inner-wrap\">\n<div class=\"wp-block-getwid-section getwid-margin-bottom-none\" style=\"margin-top:-25px\"><div class=\"wp-block-getwid-section__wrapper getwid-padding-top-none getwid-padding-bottom-none getwid-padding-left-none getwid-padding-right-none\" style=\"min-height:0px\"><div class=\"wp-block-getwid-section__inner-wrapper\"><div class=\"wp-block-getwid-section__background-holder\"><div class=\"wp-block-getwid-section__background\"><\/div><div class=\"wp-block-getwid-section__foreground\"><\/div><\/div><div class=\"wp-block-getwid-section__content\"><div class=\"wp-block-getwid-section__inner-content\">\n<p style=\"font-size:22px\"><strong><span class=\"has-inline-color has-ritme-blue-color\">James Reinders<\/span><\/strong><\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large is-resized is-style-rounded\"><a href=\"https:\/\/www.linkedin.com\/in\/jamesreinders\/?utm_source=thenewstack&amp;utm_medium=website&amp;utm_campaign=platform\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/ritme.com\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/James_Reunders.jpeg\" alt=\"\" class=\"wp-image-19270\" width=\"139\" height=\"139\"\/><\/a><\/figure>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-getwid-section getwid-margin-top-none getwid-margin-bottom-none\"><div class=\"wp-block-getwid-section__wrapper getwid-padding-bottom-medium getwid-padding-right-none getwid-margin-left-none getwid-margin-right-none\" style=\"padding-left:5px\"><div class=\"wp-block-getwid-section__inner-wrapper\"><div class=\"wp-block-getwid-section__background-holder\"><div class=\"wp-block-getwid-section__background\"><\/div><div class=\"wp-block-getwid-section__foreground\"><\/div><\/div><div class=\"wp-block-getwid-section__content\"><div class=\"wp-block-getwid-section__inner-content\"><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>\n\n\n\n<p><\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-uagb-column uagb-column__wrap uagb-column__background-undefined uagb-block-55008b6f\"><div class=\"uagb-column__overlay\"><\/div><div class=\"uagb-column__inner-wrap\">\n<p id=\"block-cfb21e59-49ec-4875-a2a8-7109f4e6b1b1\">Er ist Ingenieur bei Intel mit mehr als drei\u00dfig Jahren Erfahrung im parallelen Rechnen und Autor\/Mitautor\/Herausgeber von zehn Fachb\u00fcchern \u00fcber parallele Programmierung. James arbeitet bei Intel und f\u00f6rdert die parallele Programmierung in einer heterogenen Welt (XPU).<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p><em>Hier ist sein Artikel, der in <a href=\"https:\/\/thenewstack.io\/heterogeneous-processing-requires-data-parallelization-tools-sycl-and-dpc-are-a-good-start\/\">The New Stack<\/a><\/em> ver\u00f6ffentlicht wurde..<\/p>\n<\/div><\/div>\n<\/div><\/section>\n\n\n\n<p>ch sage gerne: &#8222;Es dreht <strong>sich alles um die XPUs<\/strong>&#8222;.<\/p>\n\n\n\n<p>Wir leben in einer wunderbaren Zeit, in der Hardware-Innovationen zu einer Explosion von CPUs, GPUs, FPGAs, DSPs, ASICs und dergleichen f\u00fchren &#8211; die ich einfach mit <strong>XPUs <\/strong>abk\u00fcrze. <strong>XPUs <\/strong>ist eine Abk\u00fcrzung f\u00fcr &#8222;any kind of processing unit&#8220;, also jede Hardware, die einer Anwendung beim Rechnen helfen kann.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>F\u00fcr <\/strong>uns als Entwickler bedeutet der Ansturm der <strong>XPUs<\/strong>, dass <strong>wir zunehmend gefordert sind, f\u00fcr eine gr\u00f6\u00dfere Anzahl unterschiedlicher Verarbeitungseinheiten zu programmieren<\/strong>. Wir m\u00fcssen den zus\u00e4tzlichen Zeitaufwand (und die Kosten) f\u00fcr das Umschreiben und Testen von Code ber\u00fccksichtigen, um die Anwendungsleistung f\u00fcr die neuen Architekturen zu verbessern.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Um unseren Verstand und die Wartbarkeit unseres Codes zu bewahren, ist es wichtiger denn je, dass der Code, den wir schreiben, auf so viele XPUs wie m\u00f6glich anwendbar ist.&nbsp;<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Die Umstellung auf architektur\u00fcbergreifende Modelle f\u00fcr die Anwendungsentwicklung hat gezeigt, dass Unternehmen dadurch <strong>viel Zeit und Geld sparen <\/strong>k\u00f6nnen, und mit dem Aufkommen der heterogenen Datenverarbeitung wird dies ein noch dringlicheres Anliegen.<\/p>\n\n\n\n<p>Heute \u00fcberdenken wir unsere Welt, denn sie entwickelt sich rasch zu einer Welt der <strong>XPUs<\/strong>, die schlie\u00dflich die <strong>gesamte IT ver\u00e4ndern <\/strong>wird.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">XPUs: Software f\u00fcr beschleunigtes Rechnen neu erfinden<\/h2>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li><strong>CUDA, ein <\/strong>weit verbreitetes propriet\u00e4res Softwareprogrammiersystem, wurde f\u00fcr NVIDIA-Grafikprozessoren entwickelt und ist f\u00fcr diese effektiv.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li><strong>OpenCL <\/strong>verfolgte einen offenen Ansatz und erreichte ein gewisses Ma\u00df an hersteller\u00fcbergreifender Unterst\u00fctzung. Aber es hatte seine eigenen Schw\u00e4chen, vor allem, dass es C-zentriert war und die Bed\u00fcrfnisse von C++ nicht ber\u00fccksichtigte.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p><strong>CUDA und OpenCL <\/strong>haben ihren Zweck gut erf\u00fcllt. In Zukunft werden die Entwickler einen wirklich offenen, hersteller\u00fcbergreifenden Ansatz ben\u00f6tigen, um das Versprechen der <strong>XPUs <\/strong>zu erf\u00fcllen.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Warum sind SYCL und Data Parallel C++ (DPC++) der beste Weg in die Zukunft?<\/h2>\n\n\n\n<p>Die aus CUDA und OpenCL gezogenen Lehren haben den Weg f\u00fcr die Entstehung einer wirklich popul\u00e4ren und offenen L\u00f6sung f\u00fcr C++-basierte Datenparallelit\u00e4t auf heterogenen Systemen geebnet.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Diese L\u00f6sung ist <strong>SYCL<\/strong>, ein Programmiermodell auf h\u00f6herer Ebene, das die Produktivit\u00e4t der Programmierung auf mehreren Hardware-Beschleunigern verbessern soll.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Es gewann schnell die Unterst\u00fctzung vieler Hersteller, allgemeines Interesse und die Unterst\u00fctzung mehrerer ernsthafter Compilerprojekte.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>SYCL <\/strong>ist wichtig, denn eine effektive Programmierung in unserer zunehmend heterogenen Welt erfordert einen effizienten Zugriff f\u00fcr alle XPUs. <strong>Dies kann nur durch einen wirklich offenen Ansatz erreicht werden.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p><strong>SYCL <\/strong>ist ein offener Standard f\u00fcr die parallele Datenprogrammierung in C++ mit einem einzigen Quellcode f\u00fcr heterogene Hardware oder XPU.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p><strong>SYCL <\/strong>erm\u00f6glicht eine Single-Source-Kompilierung in C++, um mehrere Ger\u00e4te auf einem System anzusprechen, anstatt C++ f\u00fcr den Host und eine oder mehrere dom\u00e4nenspezifische Kernelsprachen f\u00fcr die Ger\u00e4te zu verwenden.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>SYCL <\/strong>bringt kernel\u00e4hnliche Programmierung in C++ und einen Mechanismus zum Auffinden, Abfragen und Verwenden von Beschleunigern in einem System.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Die kernelbasierte Programmierung ist ein wichtiger Programmierstil zur Nutzung der Datenparallelit\u00e4t, der auch von OpenCL und CUDA unterst\u00fctzt wird. Die M\u00f6glichkeit der Aufz\u00e4hlung von und des Zugriffs auf Beschleuniger auf standardisierte Weise wurde bereits von OpenCL eingef\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n<p>Werfen <strong>Sie auch einen Blick auf DPC++ <\/strong>(Data Parallel C++), das der LLVM-Gemeinschaft eine offene Implementierung zur Verf\u00fcgung stellt, mit dem Ziel, alles Upstream in LLVM C++-Compiler zu integrieren. <strong>DPC++ <\/strong>zielt darauf ab, SYCL mit einigen Erweiterungen zu implementieren.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p><strong>DPC++ <\/strong>hat bei vielen der Funktionen, die jetzt in <a href=\"https:\/\/www.khronos.org\/sycl\/\">SYCL 2020<\/a>, enthalten sind, Pionierarbeit geleistet und hatte somit einen Vorsprung bei der Implementierung von SYCL 2020, bevor die Tinte auf dem Standard \u00fcberhaupt trocken war.<\/p>\n\n\n\n<p>Es gibt noch einiges zu tun, um die Angleichung an die gesamte SYCL 2020-Spezifikation zu vervollst\u00e4ndigen; alle Arbeiten sind in dem sehr aktiven <a href=\"https:\/\/github.com\/intel\/llvm\">Open-Source-Repository<\/a> leicht zu sehen.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>DPC++ <\/strong>wird von Intel f\u00fcr <a href=\"https:\/\/ritme.com\/de\/software\/intel-oneapi\/\">Intel<\/a> CPUs, GPUs und FPGAs verwendet.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>DPC++<\/strong> wird auch von <a href=\"https:\/\/www.hpcwire.com\/2020\/02\/04\/codeplay-open-sources-a-version-of-computecpp-for-nvidia-gpus\/\">Codeplay<\/a> verwendet, um NVIDIA-GPUs anzusprechen<strong>.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Ein weiterer SYCL-Compiler, <a href=\"https:\/\/github.com\/illuhad\/hipSYCL\">hipSYCL<\/a>, unterst\u00fctzt AMD-CPUs und -GPUs, indem er sich mit AMDs HIP\/ROCm verbindet.<\/p>\n\n\n\n<p>Mehrere Open-Source-Compiler f\u00fcr SYCL zu haben, <strong>ist fantastisch f\u00fcr die Gemeinschaft <\/strong>und zeigt, dass <strong>SYCL eine breite, vielf\u00e4ltige und offene <\/strong>Unterst\u00fctzung hat.<\/p>\n\n\n\n<p>Im Laufe der Jahre 2019 und 2020 habe ich mit einem kleinen engagierten Team an der Erstellung des ersten Buches \u00fcber <strong>SYCL <\/strong>und <strong>DPC++ gearbeitet<\/strong>. Sie k\u00f6nnen ein kostenloses Exemplar von der <a href=\"https:\/\/www.apress.com\/us\/book\/9781484255735\">Apress-Website<\/a> herunterladen.<\/p>\n\n\n\n<p>Kurz nach ihrer Ver\u00f6ffentlichung gab die <strong>Khronos Group <\/strong>die endg\u00fcltige Spezifikation von <a href=\"https:\/\/www.khronos.org\/sycl\/\">SYCL 2020<\/a> bekannt.<\/p>\n\n\n\n<p>Die j\u00fcngste Ratifizierung der <strong>Spezifikation SYCL 2020 <\/strong>ist ein wichtiger Schritt. Es handelt sich wirklich um eine offene Spezifikation mit einer gl\u00e4nzenden Zukunft. Diese Spezifikation ist das Ergebnis jahrelanger Entwicklung durch viele engagierte Menschen in der Branche. <strong>SYCL 2020 <\/strong>basiert auf C++17 und erleichtert die Beschleunigung von Standard-C++-Anwendungen und die Ann\u00e4herung an die ISO C++ Roadmap.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Die <strong>Khronos Group <\/strong>hat in ihrer Ank\u00fcndigung eine Reihe von Funktionen in <strong>SYCL 2020 <\/strong>hervorgehoben, darunter die Unterst\u00fctzung f\u00fcr Unified Shared Memory (USM), eingebaute Reduktionen, die erweiterte Nutzung von CTAD und atomare Operationen, die sich an den Standard-C++-Atomoperationen orientieren.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">XPUs sind die Zukunft, <strong>lassen wir sie offen, um <\/strong>von der Vielfalt der XPUs und der Programmiersicherheit zu profitieren.<\/h2>\n\n\n\n<p><strong>SYCL und DPC++ <\/strong>werden uns helfen, XPUs effektiv zu nutzen. Sie sind Teil einer breiteren Bewegung zur Unterst\u00fctzung von XPUs, die sich auf Bibliotheken und alle Softwareentwicklungswerkzeuge erstreckt und auf den Ambitionen von <strong>SYCL <\/strong>und seinen Compilern aufbaut.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Dies ist der Ursprung der <a href=\"https:\/\/www.oneapi.io\/\">oneAPI-Industrieinitiative<\/a>, die mir sehr am Herzen liegt und an der ich gerne mitgewirkt habe, als ich wieder zu Intel kam.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Die Unterst\u00fctzung dieses Themas, das die offene Nutzung aller XPUs erleichtern soll, st\u00f6\u00dft bei <strong>SYCL <\/strong>und <strong>oneAPI auf <\/strong>Interesse.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Ein gutes Beispiel ist die Verwendung der Bibliothek <strong>oneAPI<\/strong>: <strong>Deep Neural Network <\/strong>(oneDNN), die urspr\u00fcnglich stark f\u00fcr Intel-Prozessoren optimiert war und nun <strong>den schnellsten Computer der Welt <\/strong>(mit ARM-Prozessoren) <strong>beschleunigt.&nbsp;<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Als Ergebnis <strong>hat oneDNN jetzt eine starke Unterst\u00fctzung f\u00fcr ARM-Prozessoren<\/strong>. Die \u00d6ffnung der SYCL- und <strong>oneAPI-Bibliotheken<\/strong> und -Werkzeuge tr\u00e4gt dazu bei, eine neue \u00c4ra der Offenheit und Leistung einzuleiten und uns einen n\u00fctzlichen Zugang zur Programmierung f\u00fcr alle XPUs zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n\n\n\n<p>Gemeinsam hat die Softwareentwicklungsgemeinschaft die M\u00f6glichkeit, Standards, einschlie\u00dflich <strong>SYCL<\/strong>, zu schaffen, die der gesamten Branche dienen und die Einf\u00fchrung von heterogener Programmierung (XPUs) und modernem C++, das die Parallelit\u00e4t einbezieht, stark unterst\u00fctzen.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>SYCL ist ein <\/strong>offener Standard mit breiter Unterst\u00fctzung, vielen M\u00f6glichkeiten der Beteiligung, mehreren Open-Source-Implementierungen und scheinbar endlosen M\u00f6glichkeiten.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p><strong>DPC++ <\/strong>bietet einen offenen Compiler, der auf LLVM basiert, um den Aufwand f\u00fcr die Unterst\u00fctzung von SYCL zu verringern und eine starke Kompatibilit\u00e4t zwischen XPUs zu f\u00f6rdern.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p><strong>oneAPI <\/strong>bietet ein Forum zur Diskussion und F\u00f6rderung des offenen und effizienten Zugangs zu XPUs in allen Bereichen der Softwareentwicklung.<\/p>\n\n\n\n<p>Ich hoffe, dass Sie die Gelegenheit nutzen werden, um mehr \u00fcber <strong>SYCL, DPC++ und oneAPI zu <\/strong>erfahren, denn <strong>XPUs sind die Zukunft des Computers<\/strong>.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Wir sollten die XPU-Unterst\u00fctzung <strong>gemeinsam <\/strong>und <strong>transparent <\/strong>gestalten und die enorme Vielfalt der verf\u00fcgbaren XPUs f\u00fcr eine effektive Programmierung nutzen.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-right\"><em>\u00dcbersetzt von RITME<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Heute \u00fcberdenken wir unsere Welt, denn sie entwickelt sich rasch zu einer Welt der XPUs, die schlie\u00dflich die gesamte IT ver\u00e4ndern 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