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Lab 2

Profesor: Joel Fuentes

Ayudantes: Daniel López, Sebastián González

Descripción

En este laboratorio Ud. deberá implementar un programa en DPC++ que calcule el producto escalar (también conocido como inner product) entre dos vectores. El producto escalar es una operación algebraica que toma dos secuencias de números de igual dimensión (usualmente en la forma de vectores) y retorna un único número.

Considerando que existen dos vectores A y B en un espacio Rn, el producto escalar se realiza como un producto matricial de la siguiente forma:

O de manera equivalente como:

∑1nAiBi

El objetivo es que esta operación sobre vectores se ejecute en paralelo en un acelerador (CPU multi-core, GPU o FPGA), para lo cual puede programar uno o más kernels en DPC++. Considerando los siguientes requisitos:

  1. El kernel debe usar ND_Range
  2. La suma de productos debe realizarse usando reducciones

Código de base para programar su solución:


#include <CL/sycl.hpp>
#include <iostream>
using namespace sycl;
   
int main(){
	constexpr int size = 16;

	std::vector<int> A(size);
    std::vector<int> B(size);
    std::vector<int> C(size);
    int innerProd = 0;

    // Inicializar vectores
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        A[i] = (rand() % 100) + 1;
        B[i] = (rand() % 100) + 1;
    }

	queue q;

	// Creación del buffer
	buffer buffA(A);
    buffer buffB(B);
    buffer buffC(C);
    // Buffer para resultado final de producto interno
	buffer<int, 1> buffSum(&innerProd, 1);

	/***
	 * Agregue kernel(s) aquí
	 * 
	 * 
	 ***/


	// Mostrar resultados finales
	host_accessor buffC_host(buffC);
	host_accessor innerProd_result(buffSum);

	for(int i=0; i < size; i++)
	    std::cout << "C[" << i << "] = " << buffC_host[i]  << std::endl;
	std::cout << "Resultado producto interno: " << innerProd  << std::endl;
	return 0;
}

En el siguiente link encontrará una Wiki con detalles sobre DPC++: http://www.face.ubiobio.cl/~jfuentes/classes/ch/unit2/dpcpp

Para probar su implementación, se recomienda ejecutarlo en servidores Devcloud. En el siguiente link encontrará una Wiki con detalles sobre la configuración del entorno de desarrollo Devcloud y compilación con DPC++: http://www.face.ubiobio.cl/~jfuentes/classes/ch/unit2/devcloud

Solución


#include <CL/sycl.hpp>
#include <iostream>
using namespace sycl;
   
int main(){
    constexpr int size = 16;
    std::vector<int> A(size);
    std::vector<int> B(size);
    std::vector<int> C(size);
    int innerProd = 0;

    // Inicializar vectores
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        A[i] = (rand() % 100) + 1;
        B[i] = (rand() % 100) + 1;
    }

    queue q;

    // Creación del buffer
    buffer buffA(A);
    buffer buffB(B);
    buffer buffC(C);
    
    // Buffer para resultado final de producto interno
    buffer<int, 1> buffSum(&innerProd, 1);

    auto kernel1 = q.submit([&](handler& h){
        accessor bA(buffA, h);
        accessor bB(buffB, h);
        accessor bC(buffC, h);
        h.parallel_for(nd_range<1>({size, 1}), [=](auto idx){
            auto id_hilo = idx.get_global_id();
            bC[id_hilo] = bA[id_hilo]*bB[id_hilo];
        });
    });

    auto kernel2 = q.submit([&](handler& h){
        h.depends_on(kernel1);
        accessor bC(buffC, h);
        auto sumReduction = reduction(buffSum, h, plus<>());
        h.parallel_for(nd_range<1>({size, 1}), sumReduction, [=](auto idx, auto& sum){
            auto id_hilo = idx.get_global_id();
            sum.combine(bC[id_hilo]);
        });
    });

    host_accessor buffC_host(buffC);
    host_accessor innerProd_result(buffSum);

    for(int i=0; i < size; i++)
        std::cout << "C[" << i << "] = " << buffC_host[i]  << std::endl;
    std::cout << "Resultado producto interno: " << innerProd  << std::endl;
    return 0;
}