opencl中的优先级队列答案

【问题标题】：priority queue in openclopencl中的优先级队列
【发布时间】：2012-11-18 09:38:44
【问题描述】：

我正在尝试在 OpenCL 上实现 A-Star 搜索算法，但无法找到为其实现优先级队列的方法。这是我在 .cl 文件中尝试执行的操作的总体思路

//HOW TO IMPLEMENT THESE??
void extractFromPriorityQueue();
void insertIntoPriorityQueue();
//HOW TO IMPLEMENT THESE??

__kernel void startAStar(//necessary inputs) {
 int id = get_global_id(0);
 int currentNode = extractFromPriorityQueue(priorityQueueArray,id);
  if(currentNode==0){
    return;
  }
 int earliest_edge = vertexArray[currentNode-1];
 int next_vertex_edge = vertexArray[currentNode];
 for(int i=earliest_edge;i<next_vertex_edge;i++){
    int child = edgeArray[i];
    float weight = weightArray[i];
    gCostArray[child-1] = gCostArray[currentNode] + weight;
    hCostArray[child-1] = computeHeuristic(currentNode,child,coordinateArray);
    fCostArray[child-1] = gCostArray[child-1] + hCostArray[child-1];
    insertIntoPriorityQueue(priorityQueueArray,child);
 }
}

另外，在这种情况下优先级队列是否必须同步？

【问题讨论】：

标签： opencl a-star

【解决方案1】：

以下是论文链接、pptx 和各种无锁 GPU 数据结构的源代码，包括跳过列表和优先级队列。但是源代码是CUDA。 CUDA 代码与 OpenCL 非常接近，您可以了解如何在 OpenCL 中实现这一点。

优先级队列使用原子操作同步。队列节点在主机上分配并作为全局节点数组传递给函数。通过使用数组计数器的原子增量获得一个新节点。

使用原子比较和交换（交换）调用将节点插入队列。论文和ppx 解释工作原理和并发问题。

http://www.cse.iitk.ac.in/users/mainakc/projects.html

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并行编程/运行时支持 [ICPADS 2012][PDF][源代码][演讲幻灯片（PPTX）] Prabhakar Misra 和 Mainak Chaudhuri。 GPU 上并发无锁数据结构的性能评估。在第 18 届 IEEE 并行和分布式系统国际会议论文集上，第 53-60 页，2012 年 12 月。

源码链接是http://www.cse.iitk.ac.in/users/mainakc/lockfree.html

【讨论】：

【解决方案2】：

如果不支持原子操作，还有另一种方法。您可以使用这个想法来并行化 Harish 和 Narayanan 的论文 Accelerating large graph algorithms on the GPU using CUDA 中的 Dijkstra 最短路径算法。

他们建议复制数组以与 Mask、Cost 和 Update 数组的想法同步。

Mask 是一个唯一的布尔数组，用于表示具有此大小的队列。如果此数组中的元素 i 为真，则元素 i 在队列中。

有两个内核保证同步：

第一个内核仅从 Cost 数组中读取值，并且仅写入更新数组。
第二个内核只更新成本如果它们与更新不同。在这种情况下，升级的元素将设置为 true。

这个想法很有效，并且在 OpenCL 编程指南的书中有一个案例研究的实现：https://code.google.com/p/opencl-book-samples/source/browse/trunk/src/Chapter_16#Chapter_16%2FDijkstra。

【讨论】：