もっと知りたい！ Snow Leopard 第5回

Snow Leopardの深層・その3

GPUをフル活用する、Snow Leopardの「OpenCL」

OpenCLの仕組み

　OpenCLはベンダーに依存しない、異種プロセッサーに対する計算を実行するためのフレームワークである。

　OpenCLは通常の「C」でGPUに依頼したい処理を記述する。この記述されたコードは実行時に、その環境にあるGPU向けの実行バイナリーに変換される。Javaなどで使われているJIT（Just In Time）とよばれる技術だ。その後、実際にGPUで処理が始まる。

　もしOpenCLに対応したGPUがない場合は、CPUがその肩代わりをするため、性能は落ちるものの実行できないということはない。CUDAやATI Stream SDKを使った場合とは異なり、ユーザーの環境を気にせず、ひとつのプログラムをきっちり開発できればいいというわけだ。

OpenCL のコードは通常のCで記述され、アプリケーションの中に中間コードの状態で格納される。そして、実行時にOpenCLのエンジン（OpenCL Kernel）が、中間コードをそこにあるGPU向けのバイナリに最適なものにコンパイルする（JIT）。最適化されたコードがMac OS Xのカーネルを通じてGPUに届けられて処理が始まるという流れだ

著名企業がサポート

　また、GPUに依存しないだけではなく、 OpenCLはオープンな技術である。

　提唱こそアップルだが、その仕様は「クロノスグループ」と呼ばれる標準化団体にて管理される。この標準化に参加するのは、NVIDIAやAMD（ATI）、IntelといったGPUベンダーだけではない。ARM、IBM、Freescale Semiconductor、Motorola、Qualcomm、Texas Instrumentsといった組み込み向けのプロセッサベンダーやハードウェアベンダー、SAMSUNG、Ericsson、Nokiaといった携帯電話ベンダーなどなど、多数の企業や大学など研究機関が参加している。

著名企業がOpenCLのワーキンググループに参加している。GPGPU分野でのOpenCLの普及が期待されるだろう。下記のアップルの技術資料より引用

• アップルの技術資料

　3Dグラフィックスの標準仕様である「OpenGL」には、iPhoneでも採用している「OpenGL ES」という組み込み向けのサブセットがある。同じようにOpenCLにも「OpenCL Embeded Profile」というサブセットが存在する。

　この OpenCLは、昨年12月に正式版のOpenCL 1.0の仕様を公開しており、アップルだけではなく多くのベンダーがOpenCLをサポートするだろう。

　もちろん、Snow Leopardが現実の実装のトップバッターであることは疑いがないが、それ以外の環境でも、例えばiPhoneのような携帯電話や、AppleTVのようなセットトップボックス、Linuxを使ったあらゆるデバイスでも採用されることが期待される。

　64bit対応がこれまでのCPUの制約緩和を、Grand Central Dispatchが一般的な処理の並列化／高速化を狙ってるとするなら、OpenCLは特定用途での高速化を狙うものだ。

　何もしなくても64bit対応のために速くなり、Grand Central Dispatchに対応することで諸々の処理が並列化され、そしてエンコーディングなどの一部の処理ではそれを得意とするOpenCLが受け持つ。

　Snow Leopardの高速化は三段構えで用意されているのだ。