CUDA (Compute Unified Device Architecture) je softwarová platforma a rozhraní API vyvinutá společností NVIDIA pro paralelní zpracování dat na GPU (GPU). Tato technologie otevírá vývojářům široké možnosti pro vytváření rychlých a efektivních výpočetních algoritmů. A jedním z nejoblíbenějších nástrojů pro vývoj softwarových produktů založených na CUDA je Visual Studio.
Visual Studio je integrované vývojové prostředí (IDE) společnosti Microsoft, které poskytuje širokou škálu nástrojů a funkcí pro programování v různých jazycích, včetně C, C++, C# a dalších. Použití Visual Studio spolu s CUDA umožňuje vývojářům vytvářet rychlé a efektivní softwarové produkty využívající zdroje GPU.
V tomto článku se podíváme na podrobný návod, jak nastavit CUDA na Visual Studio. Podrobně vám řekneme, jak nainstalovat potřebné komponenty, nakonfigurovat projekt a spustit první program, který používá CUDA. Pokud již znáte Visual Studio a máte základní porozumění CUDA, náš návod vám pomůže rychle začít s vývojem na této platformě.
Poznámka: K použití CUDA na Visual Studio budete potřebovat následující komponenty: nainstalovanou verzi Visual Studio (doporučuje se Visual Studio 2017 nebo vyšší), nainstalovaný ovladač Nvidia příslušné verze a nainstalovaný balíček CUDA Toolkit.
Příprava Visual Studio pro práci s CUDA
Pro použití CUDA ve Visual Studio je třeba provést několik kroků:
1. Instalace NVIDIA CUDA Toolkit
Před zahájením práce je nutné nainstalovat NVIDIA CUDA Toolkit. Stáhněte si jej z oficiálních stránek NVIDIA a postupujte podle pokynů instalačního programu.
2. Vytvořit projekt C++ ve Visual Studio
Otevřete Visual Studio a vytvořte nový projekt c++. Vyberte typ projektu, například empty Project.
3. Nastavit vlastnosti projektu
Po vytvoření projektu otevřete jeho vlastnosti kliknutím pravým tlačítkem na název projektu a výběrem "Properties".
4. Přidat cesty k vyhledání záhlaví souborů a knihoven CUDA
Ve vlastnostech projektu vyberte "VC++ Directories" a přidejte cesty pro vyhledání hlavičkových souborů a knihoven CUDA: CUDA Toolkit\include a CUDA Toolkit\lib\x64.
5. Nastavit kompilátor
Ve vlastnostech projektu vyberte "C/C++ "a změňte" Additional Include Directories " na cestu ke složce s hlavičkovými soubory CUDA, například $(CUDA_PATH)\include.
6. Nastavit linkovač
Vyberte "Linker" ve vlastnostech projektu. Přidejte" Additional Library Directories " s cestou do složky s knihovnami CUDA, například $(CUDA_PATH)\lib\x64.
7. Přidat CUDA knihovny
Ve vlastnostech projektu Vyberte "Input" v nastavení linkovače a přidejte následující knihovny: cuda.lib, cudart.lib.
Nyní je Visual Studio nakonfigurováno tak, aby spolupracovalo s CUDA a je připraveno k vytváření a kompilaci programů pomocí CUDA.
Instalace CUDA
Chcete-li začít s CUDA, musíte nainstalovat několik komponent. V této části bude popsáno, jak nainstalovat CUDA na Visual Studio.
1. Prvním krokem je stažení instalačního programu CUDA Toolkit z oficiálních stránek Nvidie. Najděte nejnovější verzi CUDA Toolkit kompatibilní s vaším operačním systémem a stáhněte si ji.
2. Spusťte stažený instalační program a postupujte podle pokynů průvodce instalací. Při instalaci CUDA Toolkit se ujistěte, že je povolena možnost "nainstalovat ovladač CUDA".
3. Po dokončení instalace restartujte počítač.
4. Nyní nainstalujte další vývojový balíček CUDA nazvaný Nsight Visual Studio Edition. Chcete-li to provést, spusťte stažený instalační program Nsight a postupujte podle pokynů průvodce instalací.
5. Po instalaci Nsight Visual Studio Edition restartujte počítač.
6. Po restartování počítače otevřete Visual Studio a vyberte Soubor - > Nový projekt. V kategorii šablony vyberte "Instalace CUDA", vyberte požadovaný typ projektu a pojmenujte jej.
7. Po vytvoření projektu v nabídce Vlastnosti projektu vyhledejte sekci Vlastnosti CUDA a nakonfigurujte požadované parametry, jako je architektura CUDA, možnosti kompilátoru atd.
Nyní jste připraveni začít s vývojem pomocí CUDA na Visual Studio!
Vytvoření projektu ve Visual Studio
Chcete-li začít s CUDA ve Visual Studio, musíte vytvořit nový projekt s podporou c++.
- Otevřete Visual Studio a vyberte "Vytvořit projekt".
- V okně, které se otevře, vyberte v kategorii nainstalované "Visual C++" a poté vyberte" projekty " a "prázdný projekt"
- Vyberte název projektu a umístění pro uložení projektu. Kliknutím na OK vytvoříte projekt.
- Nyní máte otevřený prázdný projekt ve Visual Studio. Chcete - li přidat soubor s příponou .cu (soubor CUDA), klikněte pravým tlačítkem na "původní soubory" v Průzkumníku projektu a vyberte "Přidat" - "nová položka".
- V dialogovém okně, které se otevře, vyberte ze seznamu šablon položek "CUDA C\C++" a klikněte na "Přidat".
- Zadejte název souboru a vyberte OK. Soubor s příponou. cu bude přidán do vašeho projektu.
Nyní jste vytvořili projekt s podporou CUDA ve Visual Studio a přidali soubor s příponou .cu pro psaní kódu v jazyce CUDA. Jste připraveni začít programování v CUDA!
Nastavení vlastností projektu
Po vytvoření projektu ve Visual Studio je nutné nakonfigurovat jeho vlastnosti pro práci s CUDA.
1. Klikněte pravým tlačítkem na projekt v Průzkumníku řešení a vyberte Vlastnosti projektu.
2. V okně vlastností, které se otevře, vyberte "Konfigurace CUDA".
3. Nastavte následující hodnoty vlastností projektu:
- Prostředí provádění CUDA: Nastavte hodnotu" Device (-rdc=true) " pro Runtime CUDA. To umožní použití zařízení CUDA k provádění kódu na GPU.
- Výpočetní schopnosti GPU: Nastavte hodnotu, která odpovídá architektuře vašeho GPU. Její možnosti můžete zjistit spuštěním nástroje "deviceQuery" z balíčku CUDA.
- Jazyk podpory: Nastavte hodnotu "CUDA C++" pro přidání podpory programovacího jazyka CUDA.
4. Klepnutím na Použít a OK uložte změny a zavřete okno Vlastnosti projektu.
Váš projekt je nyní nakonfigurován tak, aby spolupracoval s CUDA a je připraven k vývoji a provádění programů na GPU.
Připojení knihovny CUDA
Chcete-li začít používat CUDA v projektu, musíte připojit příslušné knihovny a nakonfigurovat kompilátor.
Zde je návod krok za krokem:
- Otevřete svůj projekt ve Visual Studiu. Vyberte Vlastnosti projektu z kontextové nabídky vašeho projektu.
- V okně vlastností vyberte položku "C / C++ "a poté"Obecné".
- Přidejte do položky" pokročilé adresáře zapnutí " cestu k adresáři, který obsahuje záhlaví souborů CUDA. Tato cesta obvykle vypadá jako "C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\VX.X\include", kde X. X je verze CUDA nainstalovaná ve vašem počítači.
- Přejděte na položku "C / C++" a poté na "rozvržení".
- Přidejte do položky" další adresáře knihoven " cestu k adresáři, ve kterém jsou knihovny CUDA. Tato cesta obvykle vypadá jako "C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\VX.X\lib\x64", kde X. X je verze CUDA nainstalovaná ve vašem počítači.
Nyní můžete ve svém projektu použít funkce a datové typy CUDA. Ujistěte se, že váš počítač má nainstalované ovladače a kompatibilní grafickou kartu pro spuštění kódu CUDA.