グラフィックボードのコア(GPU)を計算に使うあれ (1)

皆さんこんにちは、流浪の信号処理屋、ヒラサカです．

グラフィックボードのコア(GPU)を計算に使うGPGPUについて、interface誌の特集を読んでいます．2022年8月号．

GPUプログラミングとは、APIライブラリを使ってcodingするのだろうと思っていたのですがそうではなく、CかC++で書いたsourceを、シングルCPU向けにコンパイルするか、マルチCPU向けにコンパイルするかを、コンパイルオプションで切り替えるというお手軽さへと向かっているそうです．なんと便利なんでしょう．

グラボには何個ぐらいのCPUが載っているのかというと、なんと数1000個だそうです．

積和演算の1000回ループがあるとして、

　for(i=0;i<1000;i++) s += a[i] * b[i];

この掛け算を1000個のCPUにforkさせるのをGPUのコンパイラがやってくれるというイメージ．確かに高速になりそうです．

a[i]やb[i]はグラボ上の高速DDRか、できればGPUキャッシュに積んでおかないと速度が出ませんから、積和演算をkickする前にメインCPUのDRAM上からPCI-expを通してa[i]b[i]をグラボに転送しなくちゃいけませんが、これが結構なボトルネックになるそうです．

GPUがどんなhardwareなのかについてわたしの予想では、「命令一発で、NxN行列の掛け算、逆行列、固有値 などを吐き出してくれるもの」なのかなーと思ってたんですけど、夢を見過ぎでした．

GPUのhardwareは「積和演算器が数千個」てな代物です．したがって掛け算や逆行列はGPUのcodeで実現するみたいです．

自分の環境でGPUを計算に使うなら、IntelのGPUです．なぜならGeforceとか持ってないから．

Intel GPUを動かすにはC for Metalを使うようです．

なのですが、対応CPUに制限があります．第５世代Broadwell以降じゃないとC for Metalが動きません．残念ながらわたしの手元で動いているマシンは、AMD、Celeron、第２世代、第４世代などであり、使えるマシンが一つもありゃしねぇ．ぎゃふん

IntelのCPUって6500とか10210とかわけわかんない数字がついてますけど、先頭文字が世代を表しているみたいですね．つまり6500は第６世代、12100は第12世代．

i3-12100なんか４coreで、オレのi7-4790（第４世代）よりもbenchmarkが２倍だっつう信じられんセカイだもう．

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詰み～