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極術(shù)專欄：Arm 技術(shù)博客作者：Arthur Ratz ?

在物聯(lián)網(wǎng)主板和創(chuàng)新的微型納米計(jì)算機(jī)上，用C++17和CL和SYCL編程模型規(guī)范構(gòu)建并運(yùn)行現(xiàn)代并行代碼。這些處理器基于革命性的集群對(duì)稱ARM Cortex-A72 CPU，采用ARM AArch64架構(gòu)。

下面的博客文章提供了用C++17/2x0構(gòu)建現(xiàn)代并行代碼的實(shí)用指南、技巧和教程。它們使用CL/SYCL編程模型實(shí)施，并在基于創(chuàng)新的ARM Cortex-A72、四核64位RISC CPU的下一代物聯(lián)網(wǎng)主板上運(yùn)行。

讀者可以在Aksel Alpay的hiSYCL庫項(xiàng)目的開放源碼發(fā)行版中找到用C++17編寫的并行代碼。另外，關(guān)于安裝和配置LLVM和Clang-9.x.x ARM AArch64-工具鏈，用于構(gòu)建并行代碼可執(zhí)行文件并在功能強(qiáng)大的ARM Cortex-A72 CPU(采用ARM AArch64架構(gòu))上運(yùn)行它。這篇博客文章主要關(guān)注在最新的Raspberry PI 4B+板上構(gòu)建和運(yùn)行特定的并行代碼可執(zhí)行文件，這些板基于Broadcom BCM2711 SoC芯片，專為嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計(jì)

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ARM Cortex-A72 CPU的樹莓PI 4B+物聯(lián)網(wǎng)主板

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2016年，ARM宣布發(fā)布革命性的新對(duì)稱Cortex-A72 CPU，配備64位ARMv8-這是一種硬件架構(gòu)，完全支持大規(guī)模并行計(jì)算。這是物聯(lián)網(wǎng)電路板和微型納米計(jì)算機(jī)的下一個(gè)巨大時(shí)代，包括覆盆子PI 4B+電路板。它們是為實(shí)時(shí)大規(guī)模收集和處理數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的，作為嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)集群最重要的組成部分。

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ARM Cortex-A72 CPU以1.8 Ghz時(shí)鐘頻率和最新的LPDDR4-3200 Mhz RAM運(yùn)行。根據(jù)SoC芯片和物聯(lián)網(wǎng)主板型號(hào)的不同，它們的容量高達(dá)8 GB。它們滿足了從事高性能嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)集群設(shè)計(jì)的軟件開發(fā)人員和系統(tǒng)工程師的期望。此外，針對(duì)特定的CPU型號(hào)和版本，Cortex-A72 CPU具有革命性的高二級(jí)緩存容量，從512KiB到4MiB不等。

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使用ARM Cortex-A72的一個(gè)例子是Broadcom和Raspberry Pi基礎(chǔ)供應(yīng)商制造創(chuàng)新的BCM2711 SoC芯片和Raspberry Pi 4B+IoT板。

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Raspberry Pi板以“可靠”和“快速”的微型納米計(jì)算機(jī)而聞名，這種微型計(jì)算機(jī)是專門為數(shù)據(jù)挖掘和并行計(jì)算而設(shè)計(jì)的。ARM集群對(duì)稱64位RISC-CPU的主要新硬件架構(gòu)特性(如DSP、SIMD、VFPv4和硬件虛擬化支持)顯著提高了使用Raspberry PI進(jìn)行大規(guī)模并行數(shù)據(jù)處理的性能、加速和可擴(kuò)展性。

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具體來說，基于ARM Cortex-A72 CPU和4GiB或更高內(nèi)存的樹莓PI是最適合物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘和并行計(jì)算的解決方案。此外，BCM2711B0 SoC芯片還捆綁了各種集成設(shè)備和外圍設(shè)備，如Broadcom VideoCore VI@500 MHz GPU、PCI-Ex千兆位以太網(wǎng)適配器等。

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我們使用物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行并行計(jì)算所需要的只是一個(gè)Raspberry PI 4B+?；蛘?，任何其他基于ARM Cortex-A72 CPU和LPDDR4系統(tǒng)內(nèi)存制造SoC芯片的物聯(lián)網(wǎng)主板。

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我們將演示如何設(shè)置一塊樹莓PI 4B+電路板用于首次使用，開箱即用。

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以下是預(yù)先滿足的硬件和軟件要求的簡(jiǎn)短核對(duì)表。

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硬件：

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Raspberry PI 4型號(hào)B0，4 GB物聯(lián)網(wǎng)電路板。
用于Raspbian操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的16 GB Micro-SD卡。
直流電源：5.0V/2-3A，帶USB C類連接器(最低3A-用于數(shù)據(jù)挖掘和并行計(jì)算)。

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軟件：

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Raspbian Buster 10.6.0完整操作系統(tǒng)。
Raspbian成像器1.4。
MobaXTerm 20.3內(nèi)部版本4396或任何其他SSH客戶端

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設(shè)置Raspberry Pi 4B物聯(lián)網(wǎng)板

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在開始之前，我們必須從官方Raspberry Pi存儲(chǔ)庫下載最新版本的Raspbian Buster 10.6.0完整OS映像。我們還需要下載并使用適用于各種平臺(tái)（例如Windows，Linux或macOS）的Raspbian Imager 1.4應(yīng)用程序。

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• Raspbian Buster 10.6.0
• http://downloads.raspberrypi.org/raspbian_full/images/raspbian_full-2020-02-14/
• Raspbian Imager 1.4
• http://downloads.raspberrypi.org/imager/

?另外，我們還必須下載并安裝MobaXterm應(yīng)用程序，以通過SSH或FTP協(xié)議遠(yuǎn)程建立與Raspberry Pi板的連接： ?

• MobaXterm 20.3
• https://mobaxterm.mobatek.net/download.html

?由于已經(jīng)成功下載并安裝了Raspbian Buster OS和Imager應(yīng)用程序，因此我們正在使用Imager應(yīng)用程序執(zhí)行以下操作： ?

• 默認(rèn)情況下，擦除SD卡，將其格式化為FAT32文件系統(tǒng)

• 將預(yù)安裝的Raspbian Buster OS映像（* .img）提取到SD卡中

• 由于成功完成了前面的步驟，因此請(qǐng)從讀卡器中取出SD卡，然后將其插入Raspberry Pi板的SD卡插槽中。然后，連接微型HDMI和以太網(wǎng)電纜。最后，插入直流電源電纜的連接器，然后打開電路板。最后，系統(tǒng)在安裝到SD卡的Raspbian Buster OS引導(dǎo)下啟動(dòng)，提示執(zhí)行多個(gè)安裝后步驟以對(duì)其進(jìn)行首次配置。

?由于電路板上電，因此請(qǐng)確保完成以下所有安裝后步驟： ?

1. 打開bash控制臺(tái)并設(shè)置“ root”密碼

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pi@raspberrypi4:~?$?sudo?passwd?root

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1. 以“ root”權(quán)限登錄到Raspbian bash控制臺(tái)

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pi@raspberrypi4:~?$?sudo?-s

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1. 使用以下命令升級(jí)Raspbian的Linux基本系統(tǒng)和固件

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root@raspberrypi4:~#?sudo?apt?update
root@raspberrypi4:~#?sudo?apt?full-upgrade
root@raspberrypi4:~#?sudo?rpi-update

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1. 第一次重新啟動(dòng)系統(tǒng)

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root@raspberrypi4:~#?sudo?shutdown?-r?now

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1. 安裝最新的Raspbian的引導(dǎo)程序并再次重新引導(dǎo)系統(tǒng)

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root@raspberrypi4:~#?sudo?rpi-eeprom-update?-d?-a
root@raspberrypi4:~#?sudo?shutdown?-r?now

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1. 啟動(dòng)“ raspi-config”設(shè)置工具

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root@raspberrypi4:~#?sudo?raspi-config?

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1. 使用“ raspi-config”工具完成以下步驟

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• 更新'raspi-config'工具:

? ?*在啟動(dòng)時(shí)禁用Raspbian的桌面GUI：系統(tǒng)選項(xiàng)>>引導(dǎo)/自動(dòng)登錄>>控制臺(tái)自動(dòng)登錄： ?*擴(kuò)展SD卡上的根“ /”分區(qū)大小： ? ?執(zhí)行Raspbian安裝后配置后，最后重新啟動(dòng)系統(tǒng)。重新啟動(dòng)后，將提示您登錄。使用先前設(shè)置的“ root”用戶名和密碼，以root用戶權(quán)限登錄到bash控制臺(tái)。 ?既然您已經(jīng)成功登錄，請(qǐng)?jiān)赽ash-console中使用以下命令從APT存儲(chǔ)庫安裝許多軟件包： ?

root@raspberrypi4:~#?sudo?apt?install?-y?net-tools?openssh-server

?這兩個(gè)軟件包是配置Raspberry Pi的網(wǎng)絡(luò)接口或OpenSSH服務(wù)器所必需的，以便使用MobaXterm通過SSH協(xié)議遠(yuǎn)程連接到開發(fā)板。 ?通過修改/ etc / network / interfaces來配置板的網(wǎng)絡(luò)接口'eth0'，例如： ?

auto?eth0
iface?eth0?inet?static
address?192.168.87.100
netmask?255.255.255.0
broadcast?192.168.87.255
gateway?192.168.87.254
nameserver?192.168.87.254

?在網(wǎng)絡(luò)接口旁邊，通過取消注釋/ etc / ssh / sshd_config中的以下行來執(zhí)行OpenSSH服務(wù)器的基本配置： ?

PermitRootLogin?yes
StrictModes?no

PasswordAuthentication?yes
PermitEmptyPasswords?yes

?這樣就可以使用SSH協(xié)議以root身份登錄到bash控制臺(tái)，而無需輸入密碼。 ?最后，嘗試使用MobaXterm應(yīng)用程序通過網(wǎng)絡(luò)連接板，并打開到IP地址為192.168.87.100的主機(jī)的遠(yuǎn)程SSH會(huì)話。您還必須能夠使用先前設(shè)置的憑據(jù)成功登錄Raspbian的bash控制臺(tái)。 ?

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使用CL / SYCL模型在C ++ 17中開發(fā)并行代碼

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2020年，Khronos集團(tuán)宣布了革命性的新型異構(gòu)異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)（XPU）。這提供了將“繁重”數(shù)據(jù)處理工作負(fù)載的執(zhí)行卸載到僅主機(jī)CPU以外的大量硬件加速目標(biāo)（例如GPGPU或FPGA）的能力。從概念上講，使用XPU平臺(tái)進(jìn)行的并行代碼開發(fā)完全基于Khronos CL / SYCL編程模型規(guī)范，該規(guī)范是OpenCL 2.0庫的抽象層。這是一個(gè)小示例，說明了使用CL / SYCL模型抽象層實(shí)現(xiàn)的C ++ 17代碼。 ?

#include?

using?namespace?cl::sycl;

constexpr?std::uint32_t?N?=?1000;

cl::queue?q{};

q.submit([&](cl::handler&?cgh)?{
????cgh.parallel_for(cl::range<1>{N},?
????????[=](cl::id<1>?idx)?{
????????????//?Do?some?work?in?parallel
????????});
????});

q.wait();

?C++17中的代碼片段(如前面所示)完全基于CL/SYCL編程模型進(jìn)行交付。它使用默認(rèn)參數(shù)初始化器列表實(shí)例化一個(gè)cl：：sycl：：Queue{}對(duì)象。這是為了將SYCL內(nèi)核提交給默認(rèn)使用的主機(jī)CPU加速目標(biāo)來執(zhí)行。接下來，它調(diào)用cl：：sycl：：Submit(...)。只有一個(gè)參數(shù)的cl：：sycl：：Handler{}對(duì)象的方法，用于訪問提供基本內(nèi)核功能的方法。這基于各種并行算法，包括CL：：SYCL：：HANDLER：：PARALLEL_FOR(...)。方法。 ?以下方法用于實(shí)現(xiàn)從運(yùn)行中的內(nèi)核中產(chǎn)生的緊密并行循環(huán)。此循環(huán)的每個(gè)迭代都由其自己的線程并行執(zhí)行。CL：：SyCL：：Handler：：PARALLEL_FOR(...)。接受cl：：sycl：：range<>{}對(duì)象的兩個(gè)主要參數(shù)和在每次循環(huán)迭代期間調(diào)用的特定lamda函數(shù)。Cl：：sycl：：range<>{}對(duì)象基本上定義了正在執(zhí)行的并行循環(huán)迭代的數(shù)量。對(duì)于每個(gè)特定維度，在折疊多個(gè)嵌套循環(huán)和處理多維數(shù)據(jù)的情況下。 ?在上面的代碼中，cl：：sycl：：range(N)對(duì)象用于在一個(gè)維度中調(diào)度并行循環(huán)的N次迭代。PARALLEL_FOR(...)的lambda函數(shù)。方法接受另一個(gè)cl：：sycl：：id<>{}對(duì)象的單個(gè)參數(shù)。除了cl：：sycl：：range<>{}，該對(duì)象還實(shí)現(xiàn)了一個(gè)向量容器，每個(gè)元素都是并行循環(huán)的每個(gè)維度和每次迭代的索引值。以下對(duì)象作為參數(shù)傳遞給lamda函數(shù)作用域中的代碼，用于檢索特定索引值。Lamda函數(shù)的主體包含并行執(zhí)行某些數(shù)據(jù)處理的代碼。 ?在將特定內(nèi)核提交到隊(duì)列并生成以供執(zhí)行之后，以下代碼將調(diào)用不帶參數(shù)的cl：：sycl：：Wait()方法來設(shè)置屏障同步。這確保在被派生的內(nèi)核完成其并行工作之前不會(huì)執(zhí)行任何代碼。 ?CL/SYCL異構(gòu)編程模型效率高，具有廣泛的應(yīng)用前景。 ?然而，英特爾公司和Codeplay軟件公司很快就不再支持CL/SYCL對(duì)硬件架構(gòu)的支持，而不是“本機(jī)”x86_64。這使得不可能使用特定的CL/SYCL庫、針對(duì)ARM/Aarch64和其他體系結(jié)構(gòu)來交付并行C++代碼。 ?目前，有許多CL/SYCL開源庫項(xiàng)目，由廣大開發(fā)人員和愛好者開發(fā)。它們支持更多硬件體系結(jié)構(gòu)，而不僅僅是x86_64。2019年，德國(guó)海德堡大學(xué)Aksel Alpay實(shí)施了最新的CL/SYCL編程模型層規(guī)格庫。它針對(duì)的是硬件架構(gòu)，包括Raspberry Pi的ARM和AArch64架構(gòu)。它向GitHub(https://github.com/illuhad/hipSYCL).)%E8%B4%A1%E7%8C%AE%E4%BA%86hiSYCL%E5%BC%80%E6%BA%90%E5%BA%93%E9%A1%B9%E7%9B%AE%E5%8F%91%E8%A1%8C%E7%89%88） ?此外，我們還討論了如何安裝和配置LLVM/Clang-9.x.x編譯器、工具鏈和hiSYCL庫發(fā)行版。這是在使用該庫的基礎(chǔ)上，用C++17交付現(xiàn)代并行代碼。 ?

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安裝和配置LLVM / Clang-9.xx

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在使用Aksel Alpay的hipSYCL庫項(xiàng)目的發(fā)行版之前，必須正確安裝和配置特定的LLVM / Clang-9.xx編譯器和Arm / AArch64工具鏈。為此，請(qǐng)確保您已完成以下步驟。 ?1.更新Raspbian的APT存儲(chǔ)庫并安裝以下必備軟件包：

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root@raspberrypi4:~#?sudo?apt?update
root@raspberrypi4:~#?sudo?apt?install?-y?bison?flex?python?python3?snap?snapd?git?wget

?前面的命令將安裝備用的“快照”軟件包管理器。這是安裝正確版本的cmake> = 3.18.0實(shí)用程序以及'python'，'python3'發(fā)行版和'bison'，'flex'實(shí)用程序所必需的。通過使用'cmake'實(shí)用程序，從頭開始構(gòu)建hipSYCL開源項(xiàng)目需要所有這些。 ?2.使用'snap'軟件包管理器安裝'cmake'> = 3.18.0實(shí)用程序和LLVM / Clang守護(hù)程序： ?

root@raspberrypi4:~#?sudo?snap?install?cmake?--classic
root@raspberrypi4:~#?sudo?snap?install?clangd?--classic

?安裝'cmake'實(shí)用程序后，讓我們使用以下命令檢查它是否有效，并且已經(jīng)從'snap'存儲(chǔ)庫中安裝了正確的版本： ?

root@raspberrypi4:~#?sudo?cmake?--version

?運(yùn)行此命令后，您必須看到以下輸出：

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cmake?version?3.18.4

CMake?suite?maintained?and?supported?by?Kitware?(kitware.com/cmake).

?3.為L(zhǎng)LVM / Clang工具鏈安裝最新的Boost，POSIX-Threads和C / C ++標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行時(shí)庫：

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root@raspberrypi4:~#?sudo?apt?install?-y?libc++-dev?libc++1?libc++abi-dev?libc++abi1?libpthread-stubs0-dev?libpthread-workqueue-dev

root@raspberrypi4:~#?sudo?apt?install?-y?clang-format?clang-tidy?clang-tools?clang?libc++-dev?libc++1?libc++abi-dev?libc++abi1?libclang-dev?libclang1?liblldb-dev?libllvm-ocaml-dev?libomp-dev?libomp5?lld?lldb?llvm-dev?llvm-runtime?llvm?python-clang?libboost-all-dev

?4.下載并添加LLVM / Clang的APT存儲(chǔ)庫安全密鑰：

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root@raspberrypi4:~#?wget?-O?–?https://apt.llvm.org/llvm-snapshot.gpg.key?|?sudo?apt-key?add?–

?5.將LLVM / Clang的存儲(chǔ)庫URL附加到APT的源列表中：

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root@raspberrypi4:~#?echo??deb?http://apt.llvm.org/buster/?llvm-toolchain-buster?main??>>?/etc/apt/sources.list.d/raspi.list

root@raspberrypi4:~#?echo??deb-src?http://apt.llvm.org/buster/?llvm-toolchain-buster?main??>>?/etc/apt/sources.list.d/raspi.list

?為了能夠從特定的APT存儲(chǔ)庫安裝LLVM / Clang-9.xx編譯器和特定的工具鏈，必須完成上述兩個(gè)步驟4和5。 ?6.刪除到已安裝的LLVM / Clang早期版本的現(xiàn)有符號(hào)鏈接：

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root@raspberrypi4:~#?cd?/usr/bin?&&?rm?-f?clang?clang++

?7.再次更新APT存儲(chǔ)庫，并安裝LLVM / Clang的編譯器，調(diào)試器和鏈接器：

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root@raspberrypi4:~#?sudo?apt?update
root@raspberrypi4:~#?sudo?apt?install?-y?clang-9?lldb-9?lld-9

?8.創(chuàng)建到已安裝的'clang-9'和'clang ++-9'編譯器的相應(yīng)符號(hào)鏈接： ?

root@raspberrypi4:~#?cd?/usr/bin?&&?ln?-s?clang-9?clang
root@raspberrypi4:~#?cd?/usr/bin?&&?ln?-s?clang++-9?clang++

?9.最后，您必須具備在bash控制臺(tái)中使用'clang'和'clang ++'命令的能力： ?

root@raspberrypi4:~#?clang?–version?&&?clang++?--version

?在這里，讓我們使用前面的命令檢查已安裝的LLVM / Clang版本。
使用命令后，必須看到以下輸出： ?

clang?version?9.0.1-6+rpi1~bpo10+1
Target:?armv6k-unknown-linux-gnueabihf
Thread?model:?posix
InstalledDir:?/usr/bin
clang?version?9.0.1-6+rpi1~bpo10+1
Target:?armv6k-unknown-linux-gnueabihf
Thread?model:?posix
InstalledDir:?/usr/bin

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下載并構(gòu)建hipSYCL庫發(fā)行版

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另一個(gè)必不可少的步驟是從其源代碼下載并構(gòu)建開放源代碼的hipSYCL庫分段發(fā)布，這對(duì)GitHub有所貢獻(xiàn)。 ?通常通過完成以下步驟來完成：
1.下載hipSYCL項(xiàng)目的發(fā)行版，從GitHub克隆它： ?

root@raspberrypi4:~#?git?clone?https://github.com/llvm/llvm-project?llvm-project
root@raspberrypi4:~#?git?clone?--recurse-submodules?https://github.com/illuhad/hipSYCL

?Aksel Alpay的hipSYCL項(xiàng)目的發(fā)行版與另一個(gè)LLVM / Clang的開源項(xiàng)目有多個(gè)依賴關(guān)系。這就是為什么，我們通常需要克隆這兩個(gè)發(fā)行版，以便從頭開始構(gòu)建hipSYCL庫運(yùn)行時(shí)。 ?2.通過使用'export'和'env'命令設(shè)置從源代碼構(gòu)建hipSYCL項(xiàng)目所需的環(huán)境變量的數(shù)量，并將以下特定行附加到.bashrc配置文件腳本中：

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export?LLVM_INSTALL_PREFIX=/usr
export?LLVM_DIR=~/llvm-project/llvm
export?CLANG_EXECUTABLE_PATH=/usr/bin/clang++
export?CLANG_INCLUDE_PATH=$LLVM_INSTALL_PREFIX/include/clang/9.0.1/include

echo?"export?LLVM_INSTALL_PREFIX=/usr"?>>?/root/.bashrc
echo?"export?LLVM_DIR=~/llvm-project/llvm"?>>?/root/.bashrc
echo?"export?CLANG_EXECUTABLE_PATH=/usr/bin/clang++"?>>?/root/.bashrc
echo?"export?CLANG_INCLUDE_PATH=$LLVM_INSTALL_PREFIX/include/clang/9.0.1/include"?>>?/root/.bashrc

env?LLVM_INSTALL_PREFIX=/usr
env?LLVM_DIR=~/llvm-project/llvm
env?CLANG_EXECUTABLE_PATH=/usr/bin/clang++
env?CLANG_INCLUDE_PATH=$LLVM_INSTALL_PREFIX/include/clang/9.0.1/include

?3.創(chuàng)建并更改為hipSYCL項(xiàng)目主目錄下的?/ hipSYCL / build子目錄： ?

root@raspberrypi4:~#?mkdir?~/hipSYCL/build?&&?cd?~/hipSYCL/build

?4.使用'cmake'實(shí)用程序配置hipSYCL項(xiàng)目的源： ?

root@raspberrypi4:~#?cmake?-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/opt/hipSYCL?..

?5.使用GNU的“ make”命令構(gòu)建并安裝hipSYCL運(yùn)行時(shí)庫：

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root@raspberrypi4:~#?make?-j?$(nproc)?&&?make?install?-j?$(nproc)

?6.將libhipSYCL-rt.iso運(yùn)行時(shí)庫復(fù)制到Raspbian的默認(rèn)庫位置： ?

root@raspberrypi4:~#?cp?/opt/hipSYCL/lib/libhipSYCL-rt.so?/usr/lib/libhipSYCL-rt.so

?7.設(shè)置環(huán)境變量，這是使用hipSYCL運(yùn)行時(shí)庫和LLVM / Clang編譯器生成源代碼所必需的：

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export?PATH=$PATH:/opt/hipSYCL/bin
export?C_INCLUDE_PATH=$C_INCLUDE_PATH:/opt/hipSYCL/include
export?CPLUS_INCLUDE_PATH=$CPLUS_INCLUDE_PATH:/opt/hipSYCL/include
export?LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/opt/hipSYCL/lib

echo?"export?PATH=$PATH:/opt/hipSYCL/bin"?>>?/root/.bashrc
echo?"export?C_INCLUDE_PATH=$C_INCLUDE_PATH:/opt/hipSYCL/include"?>>?/root/.bashrc
echo?"export?CPLUS_INCLUDE_PATH=$CPLUS_INCLUDE_PATH:/opt/hipSYCL/include"?>>?/root/.bashrc
echo?"export?LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/opt/hipSYCL/lib"?>>?/root/.bashrc

env?PATH=$PATH:/opt/hipSYCL/bin
env?C_INCLUDE_PATH=$C_INCLUDE_PATH:/opt/hipSYCL/include
env?CPLUS_INCLUDE_PATH=$CPLUS_INCLUDE_PATH:/opt/hipSYCL/include
env?LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/opt/hipSYCL/lib

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在Raspberry Pi 4B +上的C ++ 17中運(yùn)行并行CL / SYCL代碼

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最后，我們終于完成了安裝和配置LLVM / Clang和hipSYCL庫的準(zhǔn)備。強(qiáng)烈建議構(gòu)建并運(yùn)行“ matmul_hipsycl”示例的可執(zhí)行文件，并確保一切工作正常： ?這是從來源構(gòu)建以下樣本的最常用步驟： ?

rm?-rf?~/sources
mkdir?~/sources?&&?cd?~/sources
cp?~/matmul_hipsycl.tar.gz?~/sources/matmul_hipsycl.tar.gz
tar?-xvf?matmul_hipsycl.tar.gz
rm?-f?matmul_hipsycl.tar.gz

?一組先前的命令將創(chuàng)建?/ source子目錄，并從matmul_hipsycl.tar.gz實(shí)現(xiàn)中提取示例的源。 ?要構(gòu)建示例的可執(zhí)行文件，只需使用GNU的“ make”命令： ?

root@raspberrypi4:~#?make?all

?這將調(diào)用“ clang ++”命令來生成可執(zhí)行文件： ?

syclcc-clang?-O3?-std=c++17?-o?matrix_mul_rpi4?src/matrix_mul_rpi4b.cpp?-lstdc++

?此命令啟用最高級(jí)別的代碼優(yōu)化（例如，-O3）來編譯特定的C ++ 17代碼，并將其與C ++標(biāo)準(zhǔn)庫運(yùn)行時(shí)鏈接。 ?注意：除了庫運(yùn)行時(shí)以外，構(gòu)建的hipSYCL項(xiàng)目還提供了“ syclcc”和“ syclcc-clang”工具。它們用于在C ++ 17中構(gòu)建并行代碼，并使用hipSYCL庫實(shí)現(xiàn)。這些工具的使用與“ clang”和“ clang ++”命令的常規(guī)用法略有不同。但是，仍可以使用“ syclcc”和“ syclcc-clang”，并指定與原始“ clang”和“ clang ++”命令相同的編譯器和鏈接器選項(xiàng)。 ?使用這些工具執(zhí)行編譯之后，使用以下命令將執(zhí)行權(quán)限授予由編譯器生成的“ matrix_mul_rpi4”文件： ?

root@raspberrypi4:~#?chmod?+rwx?matrix_mul_rpi4

?在bash控制臺(tái)中運(yùn)行可執(zhí)行文件：

?

root@raspberrypi4:~#?./matrix_mul_rpi4

?運(yùn)行它之后，執(zhí)行將以以下輸出結(jié)束：

?

*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*?*

Multiplication?C?=?A?x?B:

Matrix?C:

323?445?243?343?363?316?495?382?463?374
322?329?328?388?378?395?392?432?470?326
398?357?337?366?386?407?478?457?520?374
543?531?382?470?555?520?602?534?639?505
294?388?277?314?278?330?430?319?396?372
447?445?433?485?524?505?604?535?628?509
445?468?349?432?511?391?552?449?534?470
434?454?339?417?502?455?533?498?588?444
470?340?416?364?401?396?485?417?496?464
431?421?325?325?272?331?420?385?419?468


Execution?time:?5?ms

?（可選）我們可以通過安裝和使用以下實(shí)用程序來評(píng)估并行代碼的性能：

?

root@raspberrypi4:~#?sudo?apt?install?-y?top?htop

?在運(yùn)行并行代碼可執(zhí)行文件時(shí)，已安裝的“ htop”實(shí)用程序的使用可直觀顯示CPU和系統(tǒng)內(nèi)存的使用情況： ?

?

---

?

概要

?

微型FPGA，以及具有計(jì)算能力的袖珍GPGPU，通過GPIO或USB接口從外部連接到物聯(lián)網(wǎng)主板，是物聯(lián)網(wǎng)并行計(jì)算的下一步。微型FPGA和GPGPU的使用為執(zhí)行更復(fù)雜、更“繁重”的計(jì)算提供了機(jī)會(huì)。同時(shí)，大幅提高實(shí)際性能加速，同時(shí)實(shí)時(shí)處理海量大數(shù)據(jù)。 ?顯然，物聯(lián)網(wǎng)并行計(jì)算的另一個(gè)重要方面是繼續(xù)開發(fā)特定的庫和框架，提供CL/SYCL模型層規(guī)范和異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)(XPU)支持。目前，這些庫的最新版本支持將并行代碼執(zhí)行卸載到主機(jī)CPU加速目標(biāo)。其他加速硬件，如用于納米計(jì)算機(jī)的小型GPGPU和FPGA，目前還沒有由其供應(yīng)商設(shè)計(jì)和制造。 ?事實(shí)上，Raspberry Pi和其他特定物聯(lián)網(wǎng)主板的并行計(jì)算都是基于ARM Cortex-A72集群，64位。在與物聯(lián)網(wǎng)并行運(yùn)行的同時(shí)，軟件開發(fā)人員和硬件技術(shù)人員對(duì)對(duì)現(xiàn)有計(jì)算過程進(jìn)行性能評(píng)估的RISC CPU很感興趣。 ?總之，應(yīng)用基于物聯(lián)網(wǎng)的并行計(jì)算通常會(huì)提高基于云的解決方案的整體性能。這些設(shè)備旨在實(shí)時(shí)收集和大規(guī)模處理大數(shù)據(jù)。其結(jié)果是，對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)和數(shù)據(jù)分析本身的質(zhì)量產(chǎn)生了積極影響。 ?