OpenCL与Cuda技术

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OpenCL与Cuda技术

CUDA只针对NVIDIA的GPGPU，OpenCL是并行运算的通用接口。想用CUDA就必须有NVIDIA的显卡或者计算卡。OpenCL对应的设备更广泛，CPU、显卡、FPGA、DSP等等都可能可以用OpenCL开发。
但是在显卡领域OpenCL表现并不好。显卡厂商并没在OpenCL上进行很大的投入，导致在基于显卡的高性能运算领域OpenCL并不好用。

CUDA和OpenCL的芯片结构类似，都是按等级划分的，并逐渐提高等级。然而OpenCL更具通用性并使用更加一般的技术，如OpenCL通过使用Processing Element代替CUDA的Processor，同时CUDA的模型只能在NVIDIA架构的GPU上运行。

 OpenCL与CUDA芯片结构

从很多方面来看，CUDA和OpenCL的关系都和DirectX与OpenGL的关系很相像。如同DirectX和OpenGL一样，CUDA和OpenCL中，前者是配备完整工具包、针对单一供应商(NVIDIA)的成熟的开发平台，后者是一个开放的标准。
虽然两者抱着相同的目标：通用并行计算。但是CUDA仅仅能够在NVIDIA的GPU硬件上运行，而OpenCL的目标是面向任何一种Massively Parallel Processor，期望能够对不同种类的硬件给出一个相同的编程模型。由于这一根本区别，二者在很多方面都存在不同：
1）开发者友好程度。CUDA在这方面显然受更多开发者青睐。原因在于其统一的开发套件(CUDA Toolkit, NVIDIA GPU Computing SDK以及NSight等等)、非常丰富的库(cuFFT, cuBLAS, cuSPARSE, cuRAND, NPP, Thrust)以及NVCC(NVIDIA的CUDA编译器)所具备的PTX(一种SSA中间表示，为不同的NVIDIA GPU设备提供一套统一的静态ISA)代码生成、离线编译等更成熟的编译器特性。相比之下，使用OpenCL进行开发，只有AMD对OpenCL的驱动相对成熟。
2）跨平台性和通用性。这一点上OpenCL占有很大优势（这也是很多National Laboratory使用OpenCL进行科学计算的最主要原因）。OpenCL支持包括ATI,NVIDIA,Intel,ARM在内的多类处理器，并能支持运行在CPU的并行代码，同时还独有Task-Parallel Execution Mode，能够更好的支持Heterogeneous Computing。这一点是仅仅支持数据级并行并仅能在NVIDIA众核处理器上运行的CUDA无法做到的。
3）市场占有率。作为一个开放标准，缺少背后公司的推动，OpenCL显然没有占据通用并行计算的主流市场。NVIDIA则凭借CUDA在科学计算、生物、金融等领域的推广牢牢把握着主流市场。再次想到OpenGL和DirectX的对比，不难发现公司推广的高效和非盈利机构/标准委员会的低效(抑或谨慎，想想C++0x)。
由于目前独立显卡市场的萎缩、新一代处理器架构(AMD的Graphics Core Next (GCN)、Intel的Sandy Bridge以及Ivy Bridge)以及新的SIMD编程模型(Intel的ISPC等)的出现，未来的通用并行计算市场会有很多不确定因素，CUDA和OpenCL都不是终点，期待未来会有更好的并行编程模型的出现(包括CUDA和OpenCL，如果能够持续发展下去)。

存储结构

CUDA和OpenCL的存储模型如图20所示，两者的模型类型，都是将设备和主机的存储单元独立分开，都是按等级划分并需要程序员进行精确的控制，并都能通过API来查询设备的状态、容量等信息。而OpenCL模型更加抽象，并为不同的平台提供更加灵活的实现，在CUDA模型的Local Memory在OpenCL没有相关的概念。对于CUDA和OpenCL模型的类似概念，通过表5列出两者对存储单元命名的差异。

参考链接：

https://www.jianshu.com/p/4fad4f91edd4

https://zhidao.baidu.com/question/1244089920656558339.html

https://zhidao.baidu.com/question/2272464493622120108.html?qbl=relate_question_1&word=opencl%D3%EBcuda

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