HPC领域资深专家推荐,中国极大OpenACC技术社区创建者撰写,不可多得的OpenACC技术专著
全面讲解OpenACC编程规范、语法的行为机理与设计动机,160个完整示例覆盖众多并行编程场景
中国极大OpenACC技术社区创建者撰写,为数不多系统介绍OpenACC的技术专著。全面讲解OpenACC编程规范、语法的行为机理与设计动机,160个完整示例覆盖众多并行编程场景。
全书分10章,按照并行程序开发步骤组织,建议第1遍顺序阅读。
第1章介绍主流加速器产品的硬件架构、主流并行编程模型等,以期读者对并行编程生态有全面了解。
第2章介绍OpenACC语言的设计思路,并列出OpenACC的主要语法供快速查阅。
第3章是本书核心,将大量计算并行化,这是程序提速的根本手段。用大量示例讲述两个计算构件parallel和kernels的行为特点,然后用它并行化Jacobi 迭代。
第4章介绍多种数据管理工具,包含结构化子语copy/create/present、结构化导语data、非结构化导语enter data/exit data/update/declare等,将加速器带来的数据移动时间减少。
第5章介绍routine导语,嵌套调用并行化自定义函数,用来开发大型程序。
第6章讲解用异步队列隐藏数据传输时间、调度多个加速器同时工作等高级特性。
第7章介绍OpenACC与CUDA C/CUDA Fortran和各类库的混合编程。
第8章是所有的运行时函数,以供读者编程查阅。
第9章指导部署开发环境,以便快速上手。
第10章介绍神威?太湖之光的编程模型及其对OpenACC的功能扩展。
何沧平,华为高级工程师,NVIDIA认证 CUDA培训师。曾任中科曙光HPC事业部工程师,完成全球天气预报程序并行化项目(加速30倍)和国家气象局天气预报程序并行化项目等,实战经验丰富。精通OpenACC、CUDA Fortran、CUDA C,熟悉OpenMP、MPI编程。2012年初开始关注研究OpenACC,陆续翻译OpenACC 1.0/2.0/2.0a/2.5语言规范以及《CUDA Fortran高效编程实践》,撰写大量在线技术教程,并建立中国*大OpenACC QQ交流群和资源网站,持续推广。
对于想要掌握OpenACC使用技巧和编程精髓的读者来说,本书是一本非常具有参考价值的学习教程。与传统的技术书籍相比,本书更加注重内容的可读性和易读性,逻辑清晰,内容全面准确,且更加注重编程实践,有大量的C/C++/Fortran完整代码实例,便于读者学习和实践。作为第1本中文的OpenACC技术书籍,可谓为国内的编程学习者带来了福音。
——漆锋滨 CCF常务理事,国家并行计算机工程技术研究中心研究员
前 言 2010年以来,中国超级计算机建设突飞猛进,欣欣向荣。一个原因是国力强盛,大力投资高新科技;另一个原因是整体科技水平提高,需求旺盛。天气预报、石油物探、工程仿真、基因测序等传统应用对计算资源的需求持续增长,以深度学习为代表的人工智能大爆发,资金雄厚的互联网公司对计算能力极度渴求。超级计算机的建设、应用主战场正在从教育科研单位转向科技企业。
为什么要写这本书面对浩如烟海的数据,CPU已经力不从心,因此世界领先的超级计算机都装备大量的加速器或者众核处理器。
目前主流加速器产品是NVIDIA GPU、AMD GPU和Intel至强Phi协处理器。三种加速器使用的编程语言分别为CUDA C/CUDA Fortran、OpenCL和MIC导语。加速器计算有4个困难。
一是CUDA/OpenCL等低级语言编程难度大,且需要深入了解加速器的硬件结构。而大部分的用户不是专业编程人员,学习一门新的编程技术将耗费大量时间。
二是加速器的计算模型与CPU差别很大,移植旧程序需要几乎完全重写。大量的旧程序在性能优化上已经千锤百炼,稳定性上也久经考验,完全重写是不可完成的任务。
三是低级编程语言开发的程序与硬件结构密切相关,硬件升级时必须升级软件,否则将损失性能。而硬件每隔两三年就升级一次,频繁的软件升级将给用户带来巨大负担。
四是投资方向难以选择。三种加速器均有自己独特的编程语言,且互不兼容。用户在投资建设硬件平台、选择软件开发语言时就会陷入困境,不知三种设备中哪个会在竞争中胜出。如果所选加速器将来落败,将会带来巨大损失;而犹豫不决又将错过技术变革的历史机遇。
OpenACC应运而生,可以克服这4个困难。OpenACC的编程机制是,程序员只在原程序中添加少量编译标识,编译器根据作者的意图自动产生低级语言代码。无须学习新的编程语言和加速器硬件知识,便能迅速掌握。只添加少量编译标识,不破坏原代码,开发速度快,既可并行执行又可恢复串行执行。在硬件更新时,重新编译一次代码即可,不必手工修改代码。OpenACC标准制定时就考虑了目前及将来的多种加速器产品,同一份代码可以在多种加速器设备上编译、运行,无成本切换硬件平台。掌握OpenACC后,编写程序省时、省力、省心。
本书特色笔者学习超算技术时有过苦泪:教材一上来就讲技术细节,只能机械地学习,不清楚这些算法、语法要解决什么问题,花费巨大精力后却发现解决不了自己的难题;新技术的资料往往是英文的,而且零碎,还不一定准确,收集、学习成本很高,求助无门;科学计算领域的祖师语言Fortran现在有点小众,新技术资料更少。为节省读者时间,本书特别重视易读性、易用性,具体有如下特点。
第一本中文OpenACC技术书籍,方便国内读者系统阅读,快速掌握。
全面、准确:本书覆盖OpenACC的所有特性,重要特性结合例子详细讲解,不常用的特性列出标准定义,方便查找。对特性、功能的描述均来自OpenACC规范,并用实例验证,确保准确。
大量的例子:书中的示例代码超过160个,不是代码片断,而是完整代码,拿来即用。全部由笔者编写、测试,运行无报错。
兼顾C/C++和Fortran:以C/C++为主来讲解,但所有的例子都有Fortran版的代码,Fortran专用特性会详细讲解。物理、气象等领域积累的优秀Fortran代码可以借此移植到新硬件上,重焕生机。
阅读轻松:按照并行程序的编写、调优顺序,先交代各阶段面临的问题,然后自然引入OpenACC提供的解决办法,最后实测验证效果。一切顺理成章,读者不会有云里雾里的感觉。
读者对象科学家:迅速改造旧程序,快速编写新的原型程序验证算法、理论,将更多的时间投入到高价值的科研创新中去。
企业程序员:一套程序适配多种运行平台,维护简单;性能敏感的部分用CUDA等低层语言编写,性能不敏感部分用OpenACC编写,相互配合,兼得程序性能和开发效率。
本科生、研究生:花最少的时间掌握一门计算工具,省出时间学习更多的知识。
如何阅读本书第1章介绍超级计算技术的发展趋势和并行编程概况,可以从中了解OpenACC的作用。没有CUDA C基础的读者能够掌握基本概念,便于深入理解OpenACC的并行化技术。第2章介绍OpenACC语言的设计思路。第3~4章是本书的核心,将计算部分并行化,并将数据传递时间减到最少。至此,读者已经能够编写性能良好的OpenACC程序。第5~7章介绍高级并行技术,以进行极致性能优化,以及与CUDA C/CUDA Fortran和各类库的混合编程。第8章给出OpenACC规定的所有运行时例程,不用细读,用到时再参考。第9章指导部署开发环境,以便快速上手。
勘误和支持本人水平有限,错误与疏漏在所难免,恳请批评指正。联系笔者请发送电子邮件至hpcfan@foxmail.com。更多技术资源请访问www.gpujisuan.com。技术交流QQ群284876008(将满)、564520462,欢迎加入。
致谢感谢国家并行计算机工程技术研究中心漆锋滨老师撰写第10章,并为本书作序。感谢PGI美女工程师王珍、帅气工程师仰琎歆、Daniel Tian、资深专家Mathew Colgrove的技术支持。感谢机械工业出版社的策划编辑高婧雅尽心协力。
这本书的学习体验可以说是“流畅而深刻”。作为一名长期从事软件开发的开发者,我深知学习一门新的并行编程模型所面临的挑战,尤其是像OpenACC这样直接面向GPU硬件的技术。但《OpenACC并行编程实战》这本书却做到了将复杂的技术以一种非常平易近人的方式呈现出来。书中开篇就对OpenACC的出现背景、核心优势以及与CPU并行编程的异同进行了清晰的梳理,为读者建立起了一个宏观的认识框架。随后,作者逐步深入,通过丰富的图示和比喻,将数据传输、并行执行、同步控制等核心概念讲解得淋漓尽致。我尤其欣赏书中对“程序员意图”的强调,作者花了大量的篇幅去解释OpenACC指令如何将程序员的意图传递给编译器,以及编译器又是如何将这些意图转化为高效的GPU代码的。这种对“编译过程”的剖析,让我能够更准确地理解OpenACC的工作原理,也能够更好地预测和避免潜在的性能问题。书中的案例选择也十分恰当,覆盖了科学计算、机器学习等多个热门领域,而且案例的难度设置也循序渐进,能够让不同水平的读者都能找到适合自己的学习路径。读完这本书,我感觉自己对GPU并行编程的理解上升到了一个新的高度,并且充满了信心去迎接未来在GPU加速方面的挑战。
评分坦白讲,刚拿到《OpenACC并行编程实战》这本书的时候,我抱着一种既期待又有点忐忑的心情。我对GPU加速编程一直很感兴趣,但OpenACC这个概念对我来说相对陌生,而且我担心书中内容会过于晦涩难懂,或者案例过于陈旧,跟不上技术发展的步伐。然而,这本书彻底颠覆了我的这些顾虑。作者以一种极其生动、直观的方式,将OpenACC的核心理念展现在我面前。书中的每一个章节都仿佛是一个精心设计的“模块”,循序渐进地引导我进入OpenACC的世界。从最基础的并行化指令,到复杂的同步机制和线程管理,再到高级的性能调优策略,作者都用非常清晰的语言和易于理解的图示进行了阐释。我特别欣赏书中对“为什么”的解释,而不是仅仅告知“怎么做”。例如,在介绍`pragma acc kernels`指令时,书中不仅说明了它的作用,还详细解释了编译器是如何识别并自动生成并行代码的,以及在这种情况下可能遇到的性能瓶颈。这种对底层机制的深入揭示,让我对OpenACC有了更深刻的理解,也能够更灵活地运用它。书中的代码示例都非常实用,很多都来源于实际的科学计算和数据处理场景,这让我能够将所学知识直接应用到我的工作中,迅速看到成果。这本书无疑是我在OpenACC学习道路上遇到的最棒的指引。
评分这本书简直是为那些渴望深入理解并行计算、特别是OpenACC技术的开发者量身打造的。我一直在寻找一本能够提供清晰、深入且实用的指导的书籍,而《OpenACC并行编程实战》恰恰满足了我的所有期待。它不仅仅是理论的堆砌,而是通过大量的实战案例,将复杂的OpenACC概念一层层剥开,展现在读者面前。我特别欣赏书中对每一个核心概念的细致讲解,例如数据区域(data regions)、kernels区域(kernels regions)以及各种指令(directives)的用法和适用场景。作者的讲解方式非常循序渐进,即使是对于并行计算新手,也能够逐步建立起对GPU加速的直观认识。最让我印象深刻的是,书中并没有止步于简单的代码示例,而是深入探讨了性能优化的各种技巧,包括如何有效管理数据传输、如何选择合适的并行化策略以及如何避免常见的性能陷阱。这对于我来说至关重要,因为在实际项目中,单纯的并行化往往不够,还需要精细的调优才能发挥出GPU的最大潜力。书中的代码示例都经过精心设计,能够很好地体现出OpenACC在解决实际问题中的应用,例如科学计算、数据分析等领域的常见问题。通过跟随书中的步骤,我不仅学会了如何编写OpenACC代码,更重要的是理解了“为什么”要这样做,以及不同选择带来的性能差异。这种深度的理解,让我能够更加自信地将OpenACC技术应用到我的项目中,提升程序的运行效率。
评分我必须说,《OpenACC并行编程实战》这本书给我带来了前所未有的学习体验。作为一名在高性能计算领域摸爬滚打多年的工程师,我对并行编程的挑战深有体会。市面上充斥着各种介绍并行计算的书籍,但很多要么过于理论化,要么例子过于简单,难以触及实际应用中的痛点。然而,这本书的出现,无疑为我打开了一扇新的大门。它的“实战”二字绝非浪得虚名,书中大量的案例都紧密围绕着实际的编程场景,从数据预处理到复杂算法的并行实现,都进行了深入的剖析。我尤其喜欢作者在讲解过程中,时不时地穿插一些“经验之谈”和“陷阱警示”,这些内容往往是教科书上难以找到的宝贵财富。例如,在讲述数据依赖性时,作者不仅解释了概念,还提供了几种常见的识别和处理方法,并且通过具体的代码片段展示了如何避免这些问题。这种“授人以渔”式的教学方式,让我不仅学会了如何使用OpenACC,更培养了我分析和解决并行编程问题的能力。此外,书中对于不同GPU架构特性和OpenACC指令集之间的关联也进行了详细阐述,这有助于读者根据具体的硬件环境进行更精细化的优化。读这本书,就像是请了一位经验丰富的导师在身边手把手地教导,让我能够更快地克服学习障碍,少走弯路,从而加速我的GPU编程之路。
评分《OpenACC并行编程实战》这本书给我最大的感受就是“实用”二字。我一直认为,学习编程技术,尤其是像OpenACC这样与硬件紧密相关的技术,理论知识固然重要,但没有大量的实践和案例来支撑,学习效果往往会大打折扣。这本书恰恰在这方面做得非常出色。作者在书中精心挑选了许多具有代表性的实际应用场景,例如图像处理、流体模拟、数值计算等,并详细展示了如何运用OpenACC技术对这些应用进行并行化改造。我最喜欢的部分是书中对于不同优化技巧的详细讲解,例如如何通过`gang, worker, vector`子句来精细控制并行执行的粒度,如何利用`wait`子句来处理依赖关系,以及如何通过`cache`指令来优化内存访问。这些都是在实际开发中能够直接提升程序性能的关键技术。书中的代码示例都非常完整,并且提供了运行环境的配置建议,这对于我这样希望快速上手实践的读者来说,无疑节省了大量的时间和精力。我通过跟随书中的指导,成功地将我之前的一个串行计算程序并行化,并且取得了显著的性能提升。这本书不仅仅是教会了我OpenACC的语法和指令,更重要的是让我学会了如何去思考,如何去分析,如何去优化,从而真正掌握GPU并行编程的精髓。
评分书不错
评分jjfjfjfjcnncnvnvnnvnvnv
评分实用的拓展书
评分实用的拓展书
评分很好的!!!!
评分不错~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
评分不错~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
评分实用的拓展书
评分不错的书籍,很好很强大,很给力
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度,google,bing,sogou 等
© 2025 book.cndgn.com All Rights Reserved. 新城书站 版权所有