Migração automática de código CUDA para SQL com o SQL Automatic

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Migração automática de código CUDA para SQL com o SQL Automatic

Tabela de Conteúdos:

  1. Por que precisamos de uma ferramenta de migração de código?
  2. O que é o Intel DPC++ Compatibility Tool?
  3. O que é o projeto SQL Open Source?
  4. Fluxo de uso do SQL Automatic
  5. Arquitetura do SQL Automatic
  6. Exemplo de migração de código CUDA para SQL
  7. Exemplo de Lei de Migração de Código
  8. Exemplo de Lei de Migração de Código Definida pelo Usuário
  9. Resumo e Chamada para Ação
  10. FAQs (Perguntas Frequentes)

💡 Destaques

  • A ferramenta de migração de código Intel DPC++ Compatibility Tool permite que desenvolvedores convertam seu código CUDA existente para código SQL, que pode ser executado em qualquer plataforma com suporte ao compilador SQL.
  • O projeto SQL Automatic é uma ferramenta de migração de código de origem para origem que permite aos desenvolvedores criar código portátil de origem única para alvos de hardware, independentemente do fornecedor.
  • SQL Automatic simplifica o desenvolvimento, oferecendo desempenho e produtividade, além de reduzir tempo e custos de manutenção de código contínuo.

Intel DPC++ Compatibility Tool e Projeto SQL Open Source

A inovação em hardware levou a uma paisagem arquitetônica heterogênea para computação. O desenvolvimento de software tornou-se cada vez mais complexo e difícil de aproveitar ao máximo as CPUs e aceleradores. Os desenvolvedores estão procurando alternativas urbanas que ofereçam tempo até o valor, e a Intel está fornecendo um caminho mais fácil para a escolha de hardware competitivo.

O SQL é uma alternativa urbana para projetos de arquitetura única e tecnologias de programação. Ele estende a capacidade do C++ de maneira que o C++ foi projetado para ser estendido, oferecendo suporte a várias arquiteturas de montagem e configurações de Memória desassociadas.

O Intel DPC++ Compatibility Tool é uma ferramenta de migração de código que permite que os desenvolvedores criem código portátil de origem única. Ela facilita a criação de código portátil que pode ser executado em qualquer plataforma com suporte ao compilador SQL.

O projeto SQL Open Source é uma iniciativa da Intel para disponibilizar componentes técnicos de código aberto do seu DPC++ Compatibility Tool. Ele visa criar o projeto SQL Automatic, uma ferramenta de migração de código de origem para origem que permite aos desenvolvedores criar código portátil de origem única para alvos de hardware, independentemente do fornecedor.

Desenvolvedores podem compartilhar, colaborar, fornecer feedback e contribuir com tecnologias de software para promover o desenvolvimento heterogêneo aberto em CPUs, GPUs e FPGAs. O SQL Automatic estará disponível no GitHub nas próximas semanas.


Fluxo de uso do SQL Automatic

O SQL Automatic oferece um fluxo de uso simples para migrar seu código CUDA existente para SQL. O fluxo de uso consiste nas seguintes etapas:

  1. Coleta de conhecimento de compilação do projeto CUDA do desenvolvedor (por meio de scripts de compilação e opções de compilação).
  2. Utilização do conhecimento de compilação para migrar automaticamente o código CUDA para código SQL sempre que possível. Cerca de 90% do código CUDA pode ser migrado automaticamente para código SQL.
  3. Quando o SQL Automatic não conseguir migrar automaticamente algum código CUDA, comandos inline são fornecidos para auxiliar os desenvolvedores a concluir e ajustar o código manualmente.
  4. Verificação do código migrado para garantir sua corretude.
  5. Otimização adicional do código para melhorar o desempenho em hardware SQL específico.

O SQL Automatic simplifica o processo de migração, economizando tempo e esforço para os desenvolvedores ao criar código portátil de origem única.


Arquitetura do SQL Automatic

O SQL Automatic é composto por três componentes principais: Interceptor Build, DBCD Binary e HelpHead Library.

  1. Interceptor Build: Responsável por coletar opções de compilação do projeto CUDA do desenvolvedor, interceptando o processo de construção do projeto CUDA. Ele coleta informações sobre o código, como dependências de arquivos de cabeçalho e opções de compilação.
  2. DBCD Binary: Contém o frontend de Cuda, expõe a API CUDA para o SQL Automatic. Ele analisa o código do projeto CUDA, incluindo informações de definição e uso de variáveis, gráfico de chamadas de função, dependências de arquivos de cabeçalho, entre outros.
  3. HelpHead Library: Uma biblioteca de arquivos de cabeçalho auxiliares que contém funções úteis para ajudar na migração de código CUDA. Ela fornece wrappers para APIs de memória, dispositivos, imagens, átomos, matemática, entre outros.

Esses componentes trabalham em conjunto para permitir a migração de código CUDA para SQL.


Exemplo de Migração de Código CUDA para SQL

Aqui está um exemplo de código CUDA e o código SQL migrado pelo SQL Automatic:

Código CUDA:

#include <cuda.h>

__global__ void vector_add(int* a, int* b, int* c, int n) {
    int idx = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;
    if (idx < n) {
        c[idx] = a[idx] + b[idx];
    }
}

int main() {
    int n = 1000;
    int* a, * b, * c;

    cudaMalloc((void**)&a, n * sizeof(int));
    cudaMalloc((void**)&b, n * sizeof(int));
    cudaMalloc((void**)&c, n * sizeof(int));

    // ...rest of the code...

    cudaFree(a);
    cudaFree(b);
    cudaFree(c);
}

Código SQL migrado:

#include <CL/sycl.hpp>

void vector_add(sycl::queue& q, sycl::buffer<int, 1>& a, sycl::buffer<int, 1>& b, sycl::buffer<int, 1>& c, int n) {
    q.submit([&](sycl::handler& h) {
        auto A = a.get_access<sycl::access::mode::read>(h);
        auto B = b.get_access<sycl::access::mode::read>(h);
        auto C = c.get_access<sycl::access::mode::write>(h);

        h.parallel_for(sycl::range<1>(n), [=](sycl::id<1> i) {
            if (i < n) {
                C[i] = A[i] + B[i];
            }
        });
    });
}

int main() {
    int n = 1000;
    sycl::queue q;

    sycl::buffer<int, 1> a(sycl::range<1>(n));
    sycl::buffer<int, 1> b(sycl::range<1>(n));
    sycl::buffer<int, 1> c(sycl::range<1>(n));

    // ...rest of the code...
}

Nesse exemplo, podemos ver as diferenças entre o código CUDA e o código SQL migrado pelo SQL Automatic. O código SQL migrado utiliza a biblioteca SYCL da Intel para trabalhar com dados paralelos.


Exemplo de Lei de Migração de Código

As Leis de Migração de Código são essenciais para o funcionamento do SQL Automatic. Elas definem regras para migrar diferentes sintaxes de código CUDA para código SQL. Aqui está um exemplo de como implementar uma Lei de Migração de Código:

Lei de Migração de Codigo

- name: Lei de Migração de Alocação de Memória CUDA
  condition:
    callee:
      kind: FunctionDecl
      name: "cudaMalloc"
  action:
    - kind: Replacer
      source: "cudaMalloc("
      replacement: "sycl::malloc_device<int>("

Neste exemplo, a Lei de Migração de Alocação de Memória CUDA é definida. Ela define uma condição que corresponde a uma chamada de função cudaMalloc no código CUDA. A ação da lei é substituir a chamada cudaMalloc por sycl::malloc_device<int> no código SQL migrado.

As Leis de Migração de Código permitem que o SQL Automatic migre diversas sintaxes de código, tornando-o cada vez mais poderoso.


Exemplo de Lei de Migração de Código Definida pelo Usuário

O SQL Automatic permite que os usuários definam suas próprias Leis de Migração de Código, estendendo ainda mais a capacidade de migração. Aqui está um exemplo de uma Lei de Migração de Código Definida pelo Usuário:

Lei de Migração Definida pelo Usuário

- name: Lei de Migração de Função de Mapeamento CUDA
  condition:
    callee:
      kind: FunctionDecl
      name: "cudaMapFunction"
  action:
    - kind: Replacer
      source: "cudaMapFunction("
      replacement: "sycl::map_function("

Neste exemplo, a Lei de Migração de Função de Mapeamento CUDA é definida pelo usuário. Ela corresponde a chamadas de função cudaMapFunction no código CUDA e as substitui por sycl::map_function no código SQL migrado.

As Leis de Migração Definidas pelo Usuário permitem que os desenvolvedores personalizem a migração de código para atender às suas necessidades específicas.


📝 Resumo e Chamada para Ação

A ferramenta de migração de código Intel DPC++ Compatibility Tool e o projeto SQL Automatic facilitam a migração do seu código CUDA existente para código SQL, permitindo que ele seja executado em qualquer hardware com suporte ao compilador SQL. A migração de código simplifica o desenvolvimento, oferecendo desempenho, produtividade e reduzindo os custos de manutenção de código.

O Intel DPC++ Compatibility Tool está incluído no Intel OneAPI Toolkit, enquanto o SQL Automatic será disponibilizado como um projeto de código aberto no GitHub. Experimente essas ferramentas e envie seu feedback para ajudar no aprimoramento contínuo do SQL Automatic.

O futuro do desenvolvimento de software heterogêneo está aqui. Aproveite as vantagens do hardware competitivo com facilidade usando o SQL Automatic.


❔ FAQs (Perguntas Frequentes)

1. O que é o Intel DPC++ Compatibility Tool? O Intel DPC++ Compatibility Tool é uma ferramenta de migração de código que permite que desenvolvedores convertam seu código CUDA existente para código SQL, que pode ser executado em qualquer plataforma com suporte ao compilador SQL.

2. O que é o projeto SQL Open Source? O projeto SQL Open Source é uma iniciativa da Intel para disponibilizar componentes técnicos de código aberto do seu DPC++ Compatibility Tool. Ele visa criar o projeto SQL Automatic, uma ferramenta de migração de código de origem para origem que permite aos desenvolvedores criar código portátil de origem única para alvos de hardware, independentemente do fornecedor.

3. Como posso usar o SQL Automatic? O SQL Automatic está disponível no GitHub como parte do projeto SQL Open Source. Você pode acessar o código-fonte, verificar o fluxo de uso e contribuir com feedback para aprimorar a ferramenta.

4. Quais são os benefícios de migrar meu código CUDA para SQL? Migrar seu código CUDA para SQL permite que você crie código portátil de origem única que pode ser executado em qualquer hardware com suporte ao compilador SQL. Isso simplifica o desenvolvimento, oferece desempenho e produtividade, além de reduzir os custos de manutenção de código contínuo.

5. A migração de código é automática? O SQL Automatic é capaz de migrar automaticamente cerca de 90% do código CUDA para código SQL. No entanto, em alguns casos, comandos inline são fornecidos para auxiliar os desenvolvedores a ajustar manualmente o código migrado.


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