Ubuntu C++如何利用GPU加速计算

在Ubuntu上使用C++进行GPU加速计算，通常可以通过以下几种方式实现：

1. CUDA

CUDA是NVIDIA提供的并行计算平台和编程模型，允许开发者使用C/C++编写程序来利用NVIDIA GPU的强大计算能力。

安装CUDA Toolkit

首先，你需要安装CUDA Toolkit。可以从NVIDIA官网下载适合你系统的CUDA Toolkit版本，并按照官方指南进行安装。

# 下载CUDA Toolkit
wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2004/x86_64/cuda-ubuntu2004.pin
sudo mv cuda-ubuntu2004.pin /etc/apt/preferences.d/cuda-repository-pin-600

wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/11.4.2/local_installers/cuda-repo-ubuntu2004-11-4-local_11.4.2-1_amd64.deb
sudo dpkg -i cuda-repo-ubuntu2004-11-4-local_11.4.2-1_amd64.deb
sudo apt-key add /var/cuda-repo-ubuntu2004-11-4-local/7fa2af80.pub
sudo apt-get update
sudo apt-get -y install cuda

编写CUDA程序

创建一个简单的CUDA程序来测试GPU加速。

#include <iostream>

__global__ void helloGPU() {
    printf("Hello, GPU!\n");
}

int main() {
    helloGPU<<<1, 1>>>();
    cudaDeviceSynchronize();
    return 0;
}

编译并运行程序：

g++ -o helloGPU helloGPU.cu -lcudart
./helloGPU

2. OpenCL

OpenCL（Open Computing Language）是一个开放的并行计算框架，支持多种硬件平台，包括NVIDIA、AMD和Intel的GPU。

安装OpenCL SDK

对于NVIDIA GPU，可以使用CUDA Toolkit中的OpenCL支持。对于其他硬件平台，可以安装相应的OpenCL SDK。

# 安装AMD GPU的ROCm SDK（适用于AMD GPU）
wget -q -O - https://repo.radeon.com/rocm/apt/debian/rocm.gpg.key | sudo apt-key add -
echo 'deb [arch=amd64] https://repo.radeon.com/rocm/apt/debian/ xenial main' | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/rocm.list
sudo apt-get update && sudo apt-get install rocm-dkms

编写OpenCL程序

创建一个简单的OpenCL程序来测试GPU加速。

#include <CL/cl.hpp>
#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<cl::Platform> platforms;
    cl::Platform::get(&platforms);
    auto platform = platforms[0];
    std::cout << "Platform name: " << platform.getInfo<CL_PLATFORM_NAME>() << std::endl;

    std::vector<cl::Device> devices;
    platform.getDevices(CL_DEVICE_TYPE_GPU, &devices);
    auto device = devices[0];
    std::cout << "Device name: " << device.getInfo<CL_DEVICE_NAME>() << std::endl;

    cl::Context context({device});
    cl::CommandQueue queue(context, device);

    std::cout << "Hello, OpenCL!" << std::endl;
    return 0;
}

编译并运行程序：

g++ -o helloOpenCL helloOpenCL.cpp -lOpenCL
./helloOpenCL

3. SYCL

SYCL（pronounced “sickle”）是一个开放标准，用于异构编程，支持CPU、GPU和其他加速器。

安装SYCL编译器

可以使用DPC++（Data Parallel C++）编译器，它是Intel提供的SYCL实现。

# 安装DPC++/C++编译器
sudo apt-get update
sudo apt-get install dpcpp

编写SYCL程序

创建一个简单的SYCL程序来测试GPU加速。

#include <CL/sycl.hpp>
#include <iostream>

int main() {
    sycl::queue q;

    std::cout << "Hello, SYCL!" << std::endl;
    return 0;
}

编译并运行程序：

dpcpp -o helloSYCL helloSYCL.cpp
./helloSYCL

通过以上几种方式，你可以在Ubuntu上使用C++进行GPU加速计算。选择哪种方式取决于你的硬件平台和具体需求。