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OpenCL

出典しゅってん: フリー百科ひゃっか事典じてん『ウィキペディア（Wikipedia）』
曖昧さ回避 この項目こうもくでは、並列へいれつコンピューティングのフレームワークについて説明せつめいしています。旧称きゅうしょうOpenCLの暗号あんごう化かライブラリについては「Botan」をご覧らんください。
OpenCL
作者さくしゃ Apple
開発元かいはつもと Khronos Group
最新さいしん版ばん
3.0.16[1][2] / 2024年ねん4月がつ4日にち (5か月げつ前まえ) (2024-04-04)
対応たいおうOS クロスプラットフォーム
種別しゅべつ API
ライセンス ロイヤリティフリー
公式こうしきサイト www.khronos.org/opencl/
www.khronos.org/webcl/
テンプレートを表示ひょうじ

OpenCL（オープンシーエル、英えい: Open Computing Language）は、マルチコアCPUやGPU、Cellプロセッサ、DSPなどによる異種いしゅ混在こんざいの計算けいさん資源しげん（ヘテロジニアス環境かんきょう、ヘテロジニアス・コンピューティング、英えい: heterogeneous）を利用りようした並列へいれつコンピューティングのためのクロスプラットフォームなAPIである。主おもな用途ようとは科学かがく技術ぎじゅつ計算けいさんや画像がぞう処理しょりに代表だいひょうされる高性能こうせいのう計算けいさんのためのアプリケーションソフトウェアの高速こうそく化か（ハードウェアアクセラレーション）であり、シミュレーション可視かし化かに用もちいるリアルタイム3次元じげんコンピュータグラフィックスAPIとの連携れんけいも拡張かくちょう機能きのうとして標準ひょうじゅん化かされている。スーパーコンピュータやサーバ、ワークステーションやパーソナルコンピュータのほか、携帯けいたい機器ききなどでの利用りようも想定そうていされており、組くみ込こみシステム向むけに必要ひつよう条件じょうけんを下さげたOpenCL Embedded Profileが存在そんざいする。

仕様しよう

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OpenCLの仕様しようはAppleによって提案ていあんされたのち[3]、標準ひょうじゅん化か団体だんたいクロノス・グループの作業さぎょう部会ぶかいOpenCL Working Group（旧きゅうCompute Working Group）によって策定さくていされている。仕様しようはロイヤリティフリーなオープン標準ひょうじゅんとして公開こうかいされており、仕様しように基もとづいたフレームワークの実装じっそうはサードパーティーによって行おこなわれる。ただし、実装じっそうされたフレームワークに対たいして許諾きょだくされる商標しょうひょうライセンスに必要ひつような仕様しよう一致いっち性せいテストには、'nominal fee'（名目めいもく上じょうの手数料てすうりょう）が必要ひつようである[4]。

特徴とくちょう

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OpenCLには次つぎのような特徴とくちょうがある。

  • CPU（CL_DEVICE_TYPE_CPU）、GPU（CL_DEVICE_TYPE_GPU）、およびCell/FPGA/Xeon Phi[5]など（CL_DEVICE_TYPE_ACCELERATOR）の各種かくしゅ計算けいさん資源しげんのサポート
  • C言語げんご（ISO C99規格きかく）をベースにしたOpenCL C、あるいはC++言語げんご（ISO C++14規格きかく）をベースにしたOpenCL C++プログラミング言語げんごによるカーネル記述きじゅつ
    • 組くみ込こみのベクトル型かたおよびベクトル演算えんざんのサポート（float2型がた、float4型がたなどや、Swizzle演算えんざんなど）
    • オンラインのOpenCL Cコンパイラ
  • SPIR（英語えいご版ばん）およびSPIR-V中ちゅう間あいだ表現ひょうげんのサポート (SPIR 1.2/2.0 for OpenCL 1.2/2.0, SPIR-V 1.0 for OpenCL 2.1)
  • データ並列へいれつおよびタスク並列へいれつのプログラミングモデルのサポート
  • 同期どうきポイント以外いがいでの内容ないようの一貫いっかん性せい (consistency) を保証ほしょうしない、緩和かんわ型がた一貫いっかん性せい共有きょうゆうメモリモデル (relaxed-consistency shared memory model)
  • 同期どうきポイントおよびOpenCLアトミック操作そうさでのホスト・デバイス間あいだのメモリ一貫いっかん性せいを保証ほしょうする共有きょうゆう仮想かそうメモリ (shared virtual memory: SVM, OpenCL 2.0)[6]
  • IEEE 754準拠じゅんきょの単精度たんせいど浮動ふどう小数点しょうすうてん数すう（float型がた）演算えんざんのサポート
  • 1次元じげん/2次元じげん/3次元じげんのイメージオブジェクトのサポート（1次元じげんイメージはOpenCL 1.2以降いこう[7]）
  • OpenGLおよびOpenGL ESのバッファ、テクスチャ、レンダーバッファとの連携れんけい（cl_gl.h、OpenCL 1.0以降いこうの拡張かくちょう[8]）
  • EGL（英語えいご版ばん）のイメージ、ディスプレイ、同期どうきオブジェクトとの連携れんけい（cl_egl.h、OpenCL 1.2以降いこうの拡張かくちょう）
  • Direct3D 10のバッファおよびテクスチャとの連携れんけい（cl_khr_d3d10_sharing; cl_d3d10.h、OpenCL 1.1以降いこうの拡張かくちょう）
  • Direct3D 11のバッファおよびテクスチャとの連携れんけい（cl_khr_d3d11_sharing; cl_d3d11.h、OpenCL 1.2以降いこうの拡張かくちょう）
  • DirectX 9のメディアサーフェイス連携れんけい（cl_khr_dx9_media_sharing; cl_dx9_media_sharing.h、OpenCL 1.2以降いこうの拡張かくちょう）

グラフィックスAPIとの関連かんれん性せいおよび相互そうご運用うんよう性せい

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OpenCL類似るいじ技術ぎじゅつにNVIDIAのCUDA（後述こうじゅつ）が存在そんざいするが、OpenCLにはCUDA同様どうように、3DグラフィックスAPIであるOpenGL（クロスプラットフォーム）およびDirect3D（Windowsプラットフォーム専用せんよう）との相互そうご運用うんよう性せい（Interoperability）がAPIレベルで確保かくほされている。

なお、OpenCLの動作どうさターゲットとしての用件ようけんを満みたしたGPU（主おもにDirectX 10世代せだい以上いじょうの統合とうごう型がたシェーダーアーキテクチャを採用さいようしたGPU）で使用しようできるDirect3D API（Direct3D 10およびDirect3D 11）との相互そうご運用うんよう機能きのうは、クロノスが管理かんりしているOpenCL API公式こうしき拡張かくちょうでサポートされるが、旧来きゅうらいのDirect3D 9との相互そうご運用うんよう機能きのうは、OpenCL 2.0時じ点てんでもベンダーごとの拡張かくちょう機能きのう依存いぞんとなっている（cl_d3d9_ext.h）。

OpenCLでのhalf/double型がたのサポート状じょう況きょうは、CUDAなどのほかのAPIとよく似にており、サポートされるかどうかはハードウェアデバイス次第しだいである[9]。また、OpenGL/Direct3Dでは浮動ふどう小数点しょうすうてんテクスチャすなわちデータストレージのフォーマットとしてFP32形式けいしきのほかにFP16形式けいしきを選択せんたくできるが、通例つうれいGPUが得意とくいとする演算えんざん精度せいどは単精度たんせいどであるため、シェーダープログラム中ちゅうで利用りようできる演算えんざん精度せいどは一般いっぱん的てきには単精度たんせいどとなり、倍精度ばいせいどや半はん精度せいどはオプション扱あつかいとなる[10]。

OpenCLのイメージオブジェクトをサポートするデバイス (CL_DEVICE_IMAGE_SUPPORT) では、バイリニアフィルタリングなどの高速こうそくなハードウェア機能きのうを利用りようすることもできる[11]。

以下いかにOpenGL関連かんれんの拡張かくちょうを列挙れっきょする。

  • cl_apple_gl_sharing, cl_khr_gl_sharing: OpenCL 1.0の拡張かくちょう[12]。
  • cl_khr_gl_event: OpenCL 1.2の拡張かくちょう[13]。
  • cl_khr_egl_image, cl_khr_gl_msaa_sharing: OpenCL 2.0の拡張かくちょう[14][15]。

プラットフォームとデバイス

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OpenCL実行じっこう環境かんきょうであるオペレーティングシステム上じょうには、Installable Client Driver (ICD) Loaderという仕組しくみにより、複数ふくすうのベンダーによるOpenCL実装じっそうを混在こんざいさせることができる（cl_khr_icd）[16]。各かくベンダーのOpenCL実装じっそうは「プラットフォーム」として抽象ちゅうしょう化かされ、OpenCL APIを通つうじて列挙れっきょ・選択せんたくすることができる。

またOpenCLはカーネルコードの実行じっこうハードウェアを「デバイス」として抽象ちゅうしょう化かする。各かくOpenCLプラットフォームは複数ふくすうのOpenCLデバイスを持もつことができ、OpenCL APIを通つうじて列挙れっきょ・選択せんたくできる。

プログラミングモデル

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OpenCLのプログラム（アプリケーションソフトウェア）は、GLSLを利用りようしたOpenGLプログラムとほぼ同おなじ要領ようりょうで開発かいはつすることができ、OpenCL C/C++を利用りようしたデバイスコード（カーネルコード）と、OpenCL APIを利用りようしたホストコードを別々べつべつに記述きじゅつする[17]。カーネルコードのコンパイルは、clCreateProgramWithSource()関数かんすう経由けいゆでデバイスドライバーが実行じっこうする。CUDAプログラムのような専用せんようオフライン コンパイラ（nvcc）を必要ひつようとしないため、様々さまざまなプラットフォームへの展開てんかいが容易よういとなることが利点りてんである。ただしカーネルコードの初回しょかいの実行じっこう時じコンパイル（オンライン コンパイル）に時間じかんがかかるなどのデメリットも存在そんざいする。この点てんに関かんしては、実じつ運用うんよう時じにはclCreateProgramWithSource()関数かんすうによるオンライン コンパイルは行おこなわず、clGetProgramInfo()関数かんすうとclCreateProgramWithBinary()関数かんすうを用もちいてコンパイル済ずみバイナリからプログラムオブジェクトを生成せいせいする方法ほうほうもある[18][19][20][21]が、ベンダーごとのOpenCLバイナリ間あいだにおける互換ごかん性せいは保証ほしょうされない。デバイスドライバーにカーネル記述きじゅつ言語げんごのオンラインコンパイラの役割やくわりを持もたせることで、ベンダー独自どくじの拡張かくちょうを実装じっそうしやすくなるが、コンパイラ品質ひんしつはデバイスドライバーの品質ひんしつに左右さゆうされる。

なお、OpenCL 1.2、2.0、2.1、2.2では、SPIR（英語えいご版ばん）およびSPIR-Vと呼よばれる中間ちゅうかん表現ひょうげん（中間ちゅうかん言語げんご、バイトコード）をサポートすることにより、事前じぜんコンパイルしたベンダーに依存いぞんしないカーネルコードを実行じっこうすることができるようになる[22]。ただし、SPIR 1.2およびSPIR 2.0はOpenCL 1.2およびOpenCL 2.0の拡張かくちょう機能きのう（cl_khr_spir[23]）となっており、サポート必須ひっすの機能きのうではない。一方いっぽう、SPIR-VはOpenCL 2.1/2.2のコア機能きのうとなる[24]。OpenCL 2.1ではSPIR-V 1.0を、OpenCL 2.2ではSPIR-V 1.0/1.1/1.2をサポートするが、OpenCL 3.0ではSPIR-Vはコア機能きのうから外はずれ、サポート状じょう況きょうに関かんしては実行じっこう時じの問とい合あわせが必要ひつようとなった[25]。

歴史れきし

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2008年ねん6月がつ10日とおか（日本にっぽん時間じかん）のWorldwide Developers Conference (WWDC 2008) において、Mac OS X Snow Leopard（v10.5 Leopardの次期じきメジャーバージョンとされる）に搭載とうさいされる予定よていの技術ぎじゅつの1つとして初はじめて発表はっぴょうされた[26]。

標準ひょうじゅん化か団体だんたいクロノス・グループの2008年ねん6月がつ16日にちに発足ほっそくした作業さぎょう部会ぶかいCompute Working Group (CWG) において、AppleによってOpenCLの仕様しよう草案そうあんが提案ていあんされた[3]。CWGはGPUとCPUのヘテロジニアス（異種いしゅ混在こんざい）な計算けいさん技術ぎじゅつのロイヤリティフリーな標準ひょうじゅん化かを目的もくてきとしており、発足ほっそく時点じてんでは3Dlabs、AMD、Apple、ARM、Codeplay、エリクソン、フリースケール・セミコンダクタ、Graphic Remedy、IBM、イマジネーション・テクノロジーズ（英語えいご版ばん）、インテル、ノキア、NVIDIA、モトローラ、QNX、クアルコム、サムスン、Seaweed、テキサス・インスツルメンツ、スウェーデン・ウメオ大学だいがくが参加さんかしている。

2008年ねん8月がつのSIGGRAPH 2008および同年どうねん11月がつのSupercomputing 2008 (SC08) において、仕様しよう策定さくていの進捗しんちょく状じょう況きょうが発表はっぴょうされ、同どう時期じきにCompute Working Groupは名称めいしょうをOpenCL Working Groupと改あらためられ、新あらたにアクティビジョン・ブリザード、バルコ、ブロードコム、エレクトロニック・アーツ、エイチアイ、ケストレル研究所けんきゅうじょ、Movidia、RapidMind（英語えいご版ばん）、TAKUMIが参加さんかしている。11月10日にちにはRapidMindが自社じしゃの並列へいれつコンピューティング開発かいはつ環境かんきょうにおいてOpenCLを採用さいようすると発表はっぴょうした[27]。

2008年ねん12月9日にちのSIGGRAPH Asia 2008において、正式せいしき版ばんとなるOpenCL 1.0の仕様しようが発表はっぴょうされた[28]。またほぼ同どう時期じきに、AMDとNVIDIAはそれぞれ自社じしゃのGPGPU技術ぎじゅつであるATI StreamおよびCUDAにおいてOpenCL 1.0をサポートすると発表はっぴょうした[29][30]。OpenCL 1.0対応たいおうの最初さいしょのプラットフォームとして、Mac OS X Snow Leopardが2009年ねん8月がつ28日にちにリリースされた。

2010年ねん6月14日にち、OpenCL 1.1を正式せいしき発表はっぴょう[31]。float3型がたの追加ついか、clSetKernelArg()関数かんすう以外いがいのスレッドセーフ化か[32]など。

2011年ねん11月15日にち、OpenCL 1.2を正式せいしき発表はっぴょう[33]。分割ぶんかつコンパイル＆リンク対応たいおう、SubDeviceの追加ついか、SPIR 1.2拡張かくちょう機能きのう、3Dイメージの書かき込こみ拡張かくちょう機能きのう[34]など。

2013年ねん7月がつ22日にち、OpenCL 2.0を正式せいしき発表はっぴょう[35]。read_write修飾しゅうしょく子こ[36]、共有きょうゆう仮想かそうメモリ (Shared Virtual Memory) や動的どうてき並列へいれつ処理しょり (Dynamic Parallelism) 対応たいおうなど。

2015年ねん11月16日にち、OpenCL 2.1を正式せいしき発表はっぴょう[37]。SPIR-V中間ちゅうかん言語げんごによるVulkan API (OpenGL Next Generation, glNext) とのプログラミング基盤きばん共通きょうつう化かなど。2015年ねん3月がつ3日にちの暫定ざんてい仕様しようの発表はっぴょう時点じてんでカーネル記述きじゅつ言語げんごへのC++14サブセット導入どうにゅうも予定よていされていた[38]が、OpenCL 2.1正式せいしき仕様しようの発表はっぴょうとともに、OpenCL C++のリリースは早はやくて2016年ねん半なかばとアナウンスされた。

2017年ねん5月16日にち、OpenCL 2.2を正式せいしき発表はっぴょう[39]。2016年ねん4月がつ18日にちの暫定ざんてい仕様しようの発表はっぴょう時点じてんでアナウンスされていた、OpenCL C++言語げんご、SYCL 2.2フレームワーク[40]に加くわえて、中間ちゅうかん表現ひょうげんSPIR-V 1.2などが導入どうにゅうされた。

2018年ねん6月がつ、AppleはWWDCで、macOS Mojave以降いこうではOpenCLを非ひ推奨すいしょうとすることを発表はっぴょうし、代替だいたいとしてMetalを使つかうことを推奨すいしょうしている[41][42]。

2020年ねん4月がつ27日にち、OpenCL 3.0暫定ざんてい仕様しようが公開こうかいされた[43]。OpenCLロードマップの再さい調整ちょうせいに伴ともない、バージョン1.2より後発こうはつの機能きのうがオプションに引ひき下さげられる。オプションの言語げんご機能きのうを照会しょうかいするためのマクロが提供ていきょうされる予定よてい。

2020年ねん9月30日にち、OpenCL 3.0最終さいしゅう仕様しようが公開こうかいされた[44]。

SYCL

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SYCLはKhronos Groupが策定さくていしている、標準ひょうじゅんC++を使つかって「単一たんいつソース」でヘテロジニアスプロセッサ向むけのコードを記述きじゅつすることを可能かのうにする抽象ちゅうしょう化かレイヤーである[45][46]。従来じゅうらいはOpenCL C/C++により記述きじゅつしたカーネル（デバイスコード）のコンパイルやロードを、OpenCL APIを使つかって実行じっこうするための処理しょりをホストコード側がわに逐一ちくいち記述きじゅつする必要ひつようがあったが、SYCLを利用りようすることで、単一たんいつの言語げんごを使つかって同どう一いちソース内ないに記述きじゅつできるようになる。コンセプトとしては、CUDA C++やC++ AMPに似にている。SYCLの拡張かくちょうとしてIntelのData Parallel C++ (DPC++) も存在そんざいする。

SYCL 2020より前まえはOpenCL仕様しようの上うえに構築こうちくされており、GPUバックエンドもOpenCLのみを前提ぜんていとしていた[47]。SYCL 2020以降いこうはOpenCLを介かいさないバックエンドも考慮こうりょされるようになった[47][48]。

SYCLの実装じっそうには以下いかが存在そんざいする:

Intel oneAPI DPC++ Compiler[49]
オープンソース。LLVMの派生はせいであり[50]上流じょうりゅうにマージ予定よていとなっている[51]。
バックエンドはCPUおよびOpenCL+SPIR-V。またCodeplayによりCUDA+PTXバックエンドも追加ついかされた[52]。
hipSYCL[53]
オープンソース。バックエンドにはOpenMP (CPU向むけ)、HIP/ROCm (AMD GPU向むけ)、CUDA (NVIDIA GPU向むけ) がある[54]。またIntel GPUに向むけてSYCLバックエンドも追加ついか予定よていとなっている[54]。
ComputeCpp (Codeplay（英語えいご版ばん）)[55][56]
プロプライエタリ。

またXilinxの管理かんりするtriSYCLも存在そんざいした[55]が不完全ふかんぜんなため非ひ推奨すいしょうとなっており[57]、代かわりにIntelのLLVM実装じっそうに基もとづいたXilinxバックエンド実装じっそう[58]が開発かいはつされている。その他た、オープンソースの簡易かんい実装じっそうのsycl-gtxもあった[55]。

関連かんれん技術ぎじゅつ

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SASS
NVIDIAのGPUで使つかわれるハードウェア依存いぞんの低級ていきゅうアセンブリ言語げんご[59]。NVIDIA Nsight開発かいはつ環境かんきょうがSASSレベルでのデバッグに対応たいおうしている[59]。SASSのアセンブラは、asfermi[60]やMaxAs[61]などがある。SASS言語げんごで書かかれた例れいとしては、NervanaGPUがある[62][63]。
PTX (Parallel Thread Execution)
NVIDIAのGPU向むけのハードウェア非ひ依存いぞんな擬似ぎじアセンブリ言語げんご[64]。PTXのアセンブラは、ptxasがある[64]。asm文ぶんによって、CUDAやOpenCLのコードにPTXのコードを埋うめ込こむことも可能かのう[65][66]。
LLVM/ClangにはOpenCLのフロントエンド[67]およびPTXのバックエンド[68]が含ふくまれており、OpenCLからLLVM IRを通とおしてPTXへと変換へんかんし、CUDA Driver APIで実行じっこうしたり[69]、ptxasでSASSへと変換へんかんすることが可能かのう[69]。
AMD Intermediate Language (AMD IL)
AMDのGPU向むけのハードウェア非ひ依存いぞんな擬似ぎじアセンブリ言語げんご[70]。コンパイルは、CAL (Compute Abstraction Layer) APIのcalclCompile関数かんすうで行おこなう[71]。asm文ぶんによって、OpenCLのコードにAMD ILのコードを埋うめ込こむことも可能かのう[要よう出典しゅってん]。なおAMD ILのサブセットはローレベルグラフィックスAPIであるMantleでも利用りようされていた[72]。
AMD Instruction Set Architecture (AMD ISA)
AMDのGPUで使つかわれるハードウェア依存いぞんの低級ていきゅうアセンブリ言語げんご。LLVMがTeraScale（英語えいご版ばん）(VLIW4/5) およびGCNアーキテクチャに対応たいおうするR600バックエンドを持もっており[73][74]、LLVM/ClangでOpenCLからAMD ISAアセンブリへと変換へんかんしたり、AMD ISAアセンブリからllvm-asでバイナリ化かしたりすることが可能かのう。アセンブルしたバイナリはOpenCL APIのclCreateProgramWithBinary関数かんすうで実行じっこうする。
Intel GEN Assembly
Intelの内蔵ないぞうGPU用ようのアセンブリであり、OpenCLコードのデバッグに使つかわれている[75]。Intel-gpu-tools 1.4以降いこうにはIntelの第だい四よん世代せだいGPU以降いこうに向むけたオープンソースのアセンブラー「intel-gen4asm」が含ふくまれている[76]。また、SYCLの実装じっそう系けいの一ひとつIntel oneAPI DPC++ Compilerは低ていレベルラッパーのExplicit SIMD Programming Extensionを備そなえている[77]。
TGSI (Tungsten Graphics Shader Infrastructure)
オープンソースなハードウェア非ひ依存いぞんの中間ちゅうかん言語げんご[78]。オープンソースGPUドライバーであるMesa 3D/Gallium3Dの中なか間あいだ表現ひょうげん形式けいしきとして使つかわれている。2013年ねん現在げんざい、Gallium3D OpenCL実装じっそうのために、LLVMのTGSIバックエンドが開発かいはつ中ちゅうとなっている[79]。GPGPUだけでなく、グラフィックスにも対応たいおうしている。
SPIR（英語えいご版ばん） (Standard Portable Intermediate Representation)
クロノス・グループによって、OpenCLのために開発かいはつされた中なか間あいだ言語げんご。OpenCL 1.2とともにSPIR 1.2が、そしてOpenCL 2.0とともにSPIR 2.0が策定さくていされた。OpenCL 2.1およびVulkanとともに策定さくていされるSPIR-Vでは、GPGPUだけでなく、グラフィックスにも対応たいおうしている[80]。
HSAIL
HSA Foundationで標準ひょうじゅん化かされたヘテロジニアスシステムアーキテクチャ（英語えいご版ばん）(HSA) 向むけのハードウェア非ひ依存いぞんな中なか間あいだ言語げんご。AMDやLLVMのOpenCL実装じっそうがHSAIL中間ちゅうかん表現ひょうげん形式けいしきの出力しゅつりょくに対応たいおうしている[81]。異種いしゅコア間あいだのスケジューリングを前提ぜんていとしており、グラフィックスには非ひ対応たいおう[82]。

OpenCL開発かいはつ環境かんきょう

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OpenCLを使用しようしたクライアント プログラムを開発かいはつするための代表だいひょう的てきなソフトウェア開発かいはつキット（SDK）として、主おもに各かくハードウェア ベンダーから下記かきのSDKが提供ていきょうされている。

NVIDIA CUDA Toolkit
Windows, Linux, macOS用ようが提供ていきょうされている。"CUDA Toolkit 7.5"時点じてんでOpenCL 1.2に対応たいおうしている[83][84][85]。
かつてNVIDIAのOpenCL SDKは"NVIDIA GPU Computing SDK"に含ふくまれていて、CUDA SDKとは独立どくりつしていたが、CUDA 5.0からはCUDA Toolkitにすべて含ふくまれるようになった。以前いぜんのバージョンのGPU Computing SDKはアーカイブとして公開こうかいされている[86][87]。
AMD APP SDK
AMD Stream SDKの後継こうけい。Windows, Linux用ようが提供ていきょうされていた。AMD APP SDK 3.0の時点じてんでOpenCL 2.0、SPIR（英語えいご版ばん） 1.2に対応たいおうしていた[88][89][90]。GPUOpen（英語えいご版ばん）のGitHubサイトにて必要ひつよう最低限さいていげんの軽量けいりょうなOCL-SDK (OCL_SDK_Light) が公開こうかいされている[91][92]が、2017年ねんを最後さいごに更新こうしんされていない。
Intel SDK for OpenCL Applications
Windows および Linux 用ようが提供ていきょうされている。開発かいはつツールの OpenCL Tools もある。OpenCL 2.0、SPIR（英語えいご版ばん） 1.2をサポートしている[93][94]。IntelのICDと対応たいおうハードウェアを搭載とうさいするAndroid環境かんきょうでもOpenCLを利用りようすることができる[95][96][97][98][99]。
Intelの現行げんこうのOpenCL実装じっそう (Neo) はマルチプラットフォームでオープンソースとなっている[100]。以前いぜんはクローズドソースの古ふるい実装じっそう (Classic) とLLVMベースのオープンソース実装じっそう (Beignet) の二ふたつが存在そんざいした[100]。また、以前いぜんは統合とうごうツールとして Intel Integrated Native Developer Experience (Intel INDE) も提供ていきょうされていたが、2018年ねんに提供ていきょう終了しゅうりょうとなった[101]。
Qualcomm Adreno SDK
Snapdragon 向むけ
ARM Mali OpenCL SDK
ARM Mali（英語えいご版ばん）を採用さいようしたSoC向むけだった。SDK v1.1時じ点てんでOpenCL 1.1に対応たいおうしていた。ARM Compute Libraryに置おき換かえられた。
Imagination PowerVR SDK
iPhone 7 以前いぜんなどで使つかわれている PowerVR 向むけ
IBM OpenCL SDK
PowerPC 上うえの Linux に向むけたもの。Cell Broadband Engine (Cell/B.E.) にも対応たいおうしていた[102][103]。
OpenCL for macOS
macOSの標準ひょうじゅん機能きのうとしてOpenCLをサポートしている[104]。OpenCL 1.2までをサポートするが、対応たいおうバージョンはハードウェアにもよる[105]。macOS Mojave以降いこうでは非ひ推奨すいしょうである。
Intel FPGA SDK for OpenCL
旧きゅうAltera SDK for OpenCL。FPGA上うえで動作どうさするOpenCLプログラムを開発かいはつすることができる。x86プロセッサ対応たいおうのエミュレータも提供ていきょうされている。
Xilinx Vitis
FPGA上うえで動作どうさするOpenCLプログラムを開発かいはつすることができる。
なお古ふるい開発かいはつ環境かんきょうとしてXilinx SDAccelも存在そんざいしたが2019.2を最後さいごにVitisへと統合とうごうされた[106][107]。
LLVM/Clang
OpenCL C 2.0までのカーネルソースコードのコンパイルに対応たいおうしている[108]。Clang 14以降いこうはSPIR-Vの生成せいせいにも対応たいおうしている。
以前いぜんはSPIR-V出力しゅつりょくに対応たいおうしておらず、"LLVM/SPIR-V Bi-Directional Translator"[109]や"LLVM-SPIRV-Backend"[110]が必要ひつようだった。
clspv (Google)
OpenCL CのサブセットをVulkanのコンピュートシェーダーとして実行じっこうできるようにするためのコンパイラ。
OpenCLを正式せいしきサポートしていないAndroidにおいてOpenCLアプリケーションの移植いしょくを促進そくしんするために開発かいはつが始はじまった[111]。clspvはいくつかのAndroidアプリケーションにて利用りようされている[112][113]。
ANGLE (Google)
各種かくしゅバックエンドによるOpenGL ES互換ごかん実装じっそうを提供ていきょうするANGLE（英語えいご版ばん）では、Vulkanバックエンドとclspvを利用りようしたOpenCLの実装じっそうも進行しんこう中ちゅうである[114]。
OpenCLOn12 (Microsoft)
Direct3D 12上じょうに実装じっそうされたOpenCL 1.2 APIの互換ごかんレイヤー。
Mesa
Mesa 3Dライブラリは、OpenCLのオープンソース実装じっそうを含ふくんでいる[115]。ただしクロノスによる適合てきごう試験しけんを通過つうかして正式せいしきな認証にんしょうを受うけているわけではない。

各かくSDKには、標準ひょうじゅんOpenCL API用ようのC/C++言語げんご用ようヘッダーなどのほか、ベンダーごとに拡張かくちょうされた機能きのうを使つかうためのライブラリなども含ふくまれるため、ハードウェア ベンダーやOSに依存いぞんしないOpenCLプログラムを開発かいはつする場合ばあいは注意ちゅういが必要ひつようとなる。

OpenCLプロファイラー

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OpenCL対応たいおうのプロファイラーが各社かくしゃからリリースされている。従来じゅうらいの非ひ並列へいれつプログラムと比較ひかくするとOpenCLプログラムはデバッグやチューニングが難むずかしく、プロファイラーは性能せいのうボトルネックの特定とくていやコード改善かいぜんに有効ゆうこうなツールである。

Intel VTune Amplifier（有償ゆうしょう）
マルチコアCPU対応たいおうのプロファイラーだが、OpenCL[116]のほか、DirectXにも対応たいおうしている[117]。
AMD CodeXL（無償むしょう）
CPU/GPUのデバッギング／プロファイリング用ようツール。OpenCLのほか、OpenGLやDirect3D (DirectCompute) 開発かいはつにも使用しようできる[118]。GPUOpenに移管いかんされたが、開発かいはつ終了しゅうりょう[119]。
Radeon GPU Profiler（無償むしょう）
AMD Radeon GPU用ようのプロファイラー[120]。DirectX 12/Vulkan/OpenCL/HIPに対応たいおうしている。
NVIDIA Nsight（無償むしょう）
OpenCLのほか、CUDA、Direct3D (DirectCompute)、およびOpenGLに対応たいおうしている[121]。

OpenCLシミュレータ／エミュレータ

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GPGPU-Sim（無償むしょう）
GPUのサイクルレベルシミュレータ。CUDAおよびOpenCLに対応たいおうしている。Linux専用せんようであり、また実行じっこうにはNVIDIAドライバーが必要ひつようとなる[122]。
AMD OpenCL Emulator-Debugger (ocl-emu)（無償むしょう）
AMDによるOpenCLソフトウェアエミュレータのオープンソース実装じっそう[123]。2012年ねん10月がつ12日にち版ばんにおいて、OpenCL 1.2に対応たいおうしている[124]。対応たいおうOSはMicrosoft Windows XP以降いこうで、ビルドにMicrosoft Visual Studio 2008/2010を必要ひつようとし、また実行じっこうプラットフォームとしてAMD Accelerated Parallel Processing (AMD APP) SDKを必要ひつようとする[125]。開発かいはつ終了しゅうりょう。

ラッパー

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Khronos自身じしんが正式せいしきに公開こうかいしているOpenCL APIはC/C++言語げんご向むけのヘッダーおよびC++言語げんご用ようラッパークラスのヘッダー（cl.hppおよびcl2.hpp[126][127]）のみだが、各種かくしゅ言語げんご用ように下位かいレベルの言語げんごバインディングや上位じょういレベルのラッパーライブラリがオープンソースコミュニティなどによって開発かいはつされている。

ベンチマーク

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  • LuxMark - 定番ていばんのレンダリングベンチマーク。
  • x264 OpenCL - Phoronix Test Suiteに含ふくまれるベンチマークの一ひとつ[129]。
  • CompuBench CL
  • Rodinia Benchmark Suite - 多種たしゅのベンチマークがある。
  • OpenDwarfs
  • Parboil Benchmarks
  • PolyBench/GPU
  • SHOC benchmark suite

採用さいよう事例じれい

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画像がぞう処理しょり/映像えいぞう処理しょりにおいては、OpenCLもしくはCUDAによるGPGPU対応たいおうが進すすんでいる。また、3DCGの物理ぶつり演算えんざんおよびレンダリングも同様どうようである。音声おんせい処理しょりにおいては、DSPによる固定こてい小数点しょうすうてん処理しょりが主流しゅりゅうのため、GPGPUはあまり使つかわれていない[要よう出典しゅってん]。

macOSでの非ひ推奨すいしょう化か

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2018年ねん6月がつ5日にち、AppleはWWDC 2018でOpenGL/OpenCLの非ひ推奨すいしょう化かを発表はっぴょうし、macOS Mojaveにおいて（サポートはまだ打うち切きられないものの）OpenGL/OpenCLは非ひ推奨すいしょうAPIとなった。macOSがネイティブにサポートするOpenCLのバージョンは1.2が最後さいごとなっている[105]。

OpenCLの代替だいたいとして推奨すいしょうされているAPIはMetalであり、コンピュートシェーダーをカーネルの記述きじゅつに用もちいる。iOSではOpenCLはサポートされていないが、Metalを用もちいることでmacOS同様どうようにGPGPUを実行じっこうすることが可能かのうとなっている。

関連かんれん項目こうもく

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脚注きゃくちゅう

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[脚注きゃくちゅうの使つかい方かた]
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外部がいぶリンク

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