来自GPU的Hello World-基于Win10+VS2019+CUDA 11.0搭建CUDA编程环境

序

CPU和GPU 当代计算机的两个核心，GPU计算与CPU计算的结合，使得原本的计算性能得到大幅度的提高，两者功能的互补性使得CPU+GPU的异构并行计算得到快速发展。为了支持使用CPU+GPU异构架构来执行应用程序，核厂设计了被称为CUDA的一种通用并行计算平台和编程模型。
CUDA Toolkit官方下载传送门！

操作系统版本：Win10
Visual Studio版本：Visual Studio 2019
CUDA版本：CUDA Toolkit 11.0 RC

1、CUDA的安装

1.1、查看电脑显卡支持的CUDA的版本:

NVIDIA 控制面板–> 帮助–> 系统信息–> 组件：

1.2、安装成功后查看nvcc的安装版本

1.3、配置环境变量

CUDA_PATH: C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.0
CUDA_PATH_V11_0: C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.0

上述两项是安装完成Cuda后，已自动生成的环境变量的配置，我们需要自行添加的下述变量：

CUDA_BIN_PATH: %CUDA_PATH%\bin
CUDA_LIB_PATH: %CUDA_PATH%\lib\x64
CUDA_SDK_PATH: C:\ProgramData\NVIDIA Corporation\CUDA Samples\v11.0
CUDA_SDK_BIN_PATH: %CUDA_SDK_PATH%\bin\win64
CUDA_SDK_LIB_PATH: %CUDA_SDK_PATH%\common\lib\x64

并在系统变量Path中，添加一下四个信息：

%CUDA_BIN_PATH%
%CUDA_LIB_PATH%
%CUDA_SDK_BIN_PATH%
%CUDA_SDK_LIB_PATH%

1.4、安装验证

验证安装是否成功，在官方的guideline中关于deviceQuery sample program指明的路径是：
C:\ProgramData\NVIDIA Corporation\CUDA Samples\v10.2\bin\win64\Release
但是实际验证中，该程序的路径在：
C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.0\extras\demo_suite
执行deviceQuery.exe 和 bandwidthTest.exe进行验证。

两次的运行结果都是PASS，则有关系统的环境配置就完成了。接下来运行安装Cuda之后的测试用例，测试用例所在路径根据你安装Cuda的路径，如：C:\ProgramData\NVIDIA Corporation\CUDA Samples\v11.0…

2、VS2019 配置CUDA工程(默认已安装VS，安装VS部分不再赘述)

本部分将运行0_Simple\路径下的测试用例simplePrintf，需先打开工程后，在VS中完善相关配置。

2.1、增加.cu文件拓展名

2.1.1、工具–>选项–>文本编辑器–>文件拓展名, 新增扩展名 .cu 并将编辑器设置为：Microsoft Visual C++。

2.1.2、工具–>选项–>项目和解决方案–>VC++项目设置，添加要包括的扩展名”.cu”。

2.2、配置生成依赖项

2.2.1、配置生成自定义：右键打开的项目–>生成依赖项–>生成自定义–>勾选CUDA v11.0。

2.2.2、配置.cu文件的配置属性：右键点击.cu文件–>将该类型文件的属性设置为 CUDA c/c++。

2.2.3、运行测试用例。VS会调用nvcc编译器，编译.cu代码。

OK，基本环境我们搭建成功了，接下来就来试试如何使用GPU来say Hello World!吧。

3、GPU编程测试demo

使用VS新建空项目即可，并按上述步骤2.2配置项目。

#include "stdio.h"

/*
修饰符__global__表明这个函数是将会从CPU中调用，在GPU中进行执行。
并借此函数来启动内核函数。
*/
__global__ void hello_world_from_gpu(void)
{
	printf("Hello World from GPU\n");
	return;
}

int main(void)
{
	printf("Hello World from CPU\n");

	hello_world_from_gpu <<<1, 5 >>> ();
	/*
	三重尖括号里的参数表明的是相关的执行配置，用来表明使用多少线程来执行内核函数，
	在本例子中有5个GPU线程被系统所调用。
	*/
	cudaDeviceReset();
	/*
	执行完成后调用cudaDeviceReset()函数释放和清空与当前进程运行相关的资源。
	*/
	return 0;
}