oneAPI センター・オブ・エクセレンス: すぐに導入可能な SYCL*

この記事は、Intel Community のブログに掲載されている「oneAPI Centers of Excellence: SYCL* Adoption Ready for You」の日本語参考訳です。原文は更新される可能性があります。原文と翻訳文の内容が異なる場合は原文を優先してください。

**CUDA* から SYCL* へ移行してすぐに使えるソフトウェア**

oneAPI アカデミック・センター・オブ・エクセレンス (CoE) (英語) の中心となる組織、研究機関、大学は、イノベーションの推進を支援するだけでなく、SYCL* の導入を主導しています。SYCL* はロイヤルティー・フリーのクロスプラットフォーム抽象化レイヤーであり、最新の C++ 標準を使用してヘテロジニアスおよびオフロード・プロセッサー向けのコードを記述できるようにします。

CoE メンバーは、ソフトウェア開発者が、選択したハードウェア構成やワークロード・ホストとオフロードターゲットのコンピュート・アクセラレーションの組み合わせごとに異なるプログラミング・パラダイムに縛られない世界を促進します。そして、移植性に優れたオープンソース・ソフトウェア・プロジェクトを実現します。

今後、このブログシリーズでは、ベンダーに依存しない SYCL* へソフトウェア・コードベースを移行した CoE メンバーの取り組みを紹介していきます。

ハイパフォーマンス・コンピューティング (HPC) におけるヘテロジニアス・クロスアーキテクチャー・コンピューティングの進化への貢献に注目して、彼らの取り組みを詳しく掘り下げます。

豊かなイノベーション・エコシステム

SYCL* (英語) は、ヘテロジニアス・プログラミングを可能にする単なる C++ 抽象化レイヤーではありません。ワークロードがさまざまな種類の計算エンジンの強みを利用できるように、ベンダーの縛りから解放するというビジョンへと進化しています。oneAPI 仕様 (英語) は、SYCL* をベースに構築されており、エコシステム全体でクロスアーキテクチャー実装のコラボレーションを促進するイニシアチブに採用されています。バックエンド・アーキテクチャーは、完全にオープン・スタンダードをベースとしており、オープンソースです。そのため、既存の OpenCL* (英語) ベースのデバイスドライバーの統合、新しいレベルゼロ (英語) ベースのデバイスドライバーの作成、またはカスタム・デバイス・ドライバーの作成が可能です。CPU、GPU、FPGA、ASIC、VPU など、原則としてあらゆるコンピュート・アクセラレーターをターゲットにできます。

このオープン・アーキテクチャーは、どの HPC プラットフォームでもコードベースを最高の状態で実行する必要がある組織や研究機関にとって、SYCL* と oneAPI を非常に興味深いものにしています。

現場やエッジにデプロイされたアナリティクス・ワークロードでも、この柔軟でポータブルなアプローチの恩恵を受けることができます。

実際、これを理由に oneAPI アカデミック・センター・オブ・エクセレンス (英語) の一部のメンバーは、データ・アナリティクスと科学ワークロードを CUDA* から SYCL* に移行し、プロジェクトの SYCL* ベースのバイナリーやソースコードを提供しています。

これは、高速なヘテロジニアス・コンピューティングのための、成長し続けるイノベーション・エコシステムの始まりと言えるでしょう。

各種 oneAPI プロジェクト

oneAPI コミュニティー (英語) の awesome-oneapi リポジトリー (英語) では、サンプル・プロジェクトといくつかの CoE プロジェクトを利用できます。

さまざまな計算カテゴリーのサンプル・プロジェクトが用意されています。

AI – コンピューター・ビジョン
AI – データサイエンス
AI – マシンラーニング
AI – 自然言語処理
AI – フレームワークとツールキット
自律システム
データの可視化とレンダリング
エネルギー
ゲーム
製造業
数学と科学
ツールと開発

このブログシリーズでは、SYCL* 実装が利用可能な oneAPI アカデミック・センター・オブ・エクセレンス (英語) 内のプロジェクトに注目します。

**SYCL* 対応の主なプロジェクト**

以下は、awesome-oneapi リポジトリー (英語) または oneAPI アカデミック・センター・オブ・エクセレンス (英語) のプロジェクトの一部です。各プロジェクトについては、今後の記事で詳しく取り上げる予定です。

Amber* (英語): 高性能分子動力学 (MD) プログラムのコレクションで、特に計算創薬や関連研究において生体分子の分子動力学シミュレーションを行うため、大学、国立研究所、産業界の何千人もの科学者によって使用されています。カリフォルニア大学サンディエゴ校 (UCSD) (英語) の San Diego Supercomputer Center (SDSC) (英語) の Andreas Goetz 氏のチームは、SYCL* で Amber* を利用できるようにする取り組みを主導しています。
Autodock* (英語): GNU General Public License の下で利用できる、医学および薬学研究で使用される分子モデリング・シミュレーション・ソフトウェアです。特にタンパク質とリガンドのドッキングに有効です。ダルムシュタット工科大学 (英語) の Andreas Koch 氏と Leonardo Solis-Vasquez 氏のチームは、oneAPI と SYCL* を利用してソフトウェア最適化しました。
GinkgoOneAPI* (英語): スパース線形システムの解法に焦点を当てた、メニーコアシステム向けの高性能線形代数ライブラリーです。テネシー大学ノックスビル校 (英語) の Hartwig Anzt 教授のチームは、オープンソースの Gingko ソフトウェア・パッケージ (英語) を oneAPI バックエンドへ移行しています。
GROMACS* (英語): 主にタンパク質、脂質、核酸のシミュレーション用に設計された、高性能分子動力学と出力解析を行う無料のオープンソース・ソフトウェア・スイートです。フローニンゲン大学の生物物理化学部で開発され、現在は世界中の大学や研究センターの貢献者によってメンテナンスされています。ストックホルム大学/KTH 王立工科大学 (英語) の Erik Lindahl 氏のチームは、GROMACS を SYCL* と oneAPI を使用するように移行しました。
NAMD* (英語): Nanoscale Molecular Dynamics (NAMD) は、分子動力学シミュレーション用のソフトウェア・ソリューションです。イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校 (英語) の Theoretical and Computational Biophysics Group (TCB) と Parallel Programming Laboratory (PPL) の共同研究により開発されました。Emad Tajkhorshid 氏と David Hardy 氏のチームは、SYCL* と oneAPI を利用してソフトウェアを実装しています。

参加する

透過性、移植性、柔軟性に優れたハイパフォーマンスなクロスアーキテクチャー・コンピューティングを実現するため、皆さんの参加をお待ちしています。コードパスに SYCL* (英語) をインクルードしてアクセラレーターや GPU へオフロードし、ベンダーに依存しない実装手段として oneAPI (英語) を採用してください。oneAPI に対するインテルの貢献については、こちら (英語) を参照してください。

科学データ分析やシミュレーション・ソリューションに活用することができます。

CoE の研究者と開発者が行っている研究と、インテルとの共同の取り組みが、計算集約型ワークロードの選択肢の拡大にどのように役立つかについて、今後さらに詳しく説明していきますので、ご期待ください。

ソフトウェアを入手

Amber* (英語)
Autodock* (英語)
GinkgoOneAPI* (英語)
GROMACS* (英語)
NAMD* (英語)

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