AMD HIP 编程指南

📚 内容概要

一份关于异构计算可移植性接口（HIP）的综合性技术手册。它提供了一套 C++ 运行时 API 和内核语言，使开发者能够仅通过单一源代码，创建适用于 AMD 与 NVIDIA GPU 的可移植应用程序。本指南涵盖安装、环境配置、编程模型、内存分配以及将 CUDA 代码迁移至 HIP 的工具。

掌握可移植的 GPU 编程：一套源码，适配 AMD 与 NVIDIA 平台。

作者： 超威半导体公司（AMD）

致谢： AMD、AMD Arrow 标志、AMD Instinct、Radeon、ROCm 及其组合均为超威半导体公司（AMD）的商标。Linux 是林纳斯·托瓦兹的注册商标。PCIe 是 PCI-SIG 公司的注册商标。

🎯 学习目标

1. 定义 HIP 框架的主要特性及其价值主张。
2. 展示如何使用系统工具访问和查询 HIP 环境。
3. 解释 HIP 可移植性与其编译器技术之间的架构关系。
4. 执行针对 NVIDIA 与 AMD 环境的平台特定安装。
5. 协调多仓库构建流程，从源码编译 HIP。
6. 使用系统配置和验证工具确认安装成功。
7. 配置和管理 GPU 内存，包括 HIP 内存分配、一致性控制以及零拷贝主机内存可见性。
8. 使用 HIP 特有的函数/变量限定符、向量类型和同步原语开发高性能内核。
9. 利用线程束洗牌、投票、投票位图和协作组功能实现高级并行算法。
10. 使用 HIPIFY 工具自动化将 CUDA 代码转换为 HIP，并管理就地项目转换。

🔹 第 1 课：HIP 可移植性与架构简介

概述： 本课程介绍异构计算可移植性接口（HIP）的基础知识。重点讲解定义 HIP 的核心特性、访问 HIP 环境的主要方法，以及支持跨不同 GPU 架构（AMD 与 NVIDIA）无缝可移植性的底层编译器技术。

学习成果：

• 定义 HIP 框架的主要特性及其价值主张。
• 展示如何使用系统工具访问和查询 HIP 环境。
• 解释 HIP 可移植性与其编译器技术之间的架构关系。

🔹 第 2 课：安装与验证 HIP 环境

概述： 本课程提供在不同硬件平台上设置 HIP（异构计算可移植性接口）环境的技术指南。涵盖 AMD 与 NVIDIA 后端的具体安装步骤、从源代码仓库构建 HIP 运行时的复杂过程，以及最终的验证程序，以确保系统已准备好进行 GPU 开发。

学习成果：

• 执行针对 NVIDIA 与 AMD 环境的平台特定安装。
• 协调多仓库构建流程，从源码编译 HIP。
• 使用系统配置和验证工具确认安装成功。

🔹 第 3 课：HIP 编程模型与 API 深入解析

概述： 本课程全面探讨异构计算可移植性接口（HIP）的编程模型。内容包括内存管理与内核执行的基础 API，HIP 内核语言的细节（包括限定符与内置变量），以及高级功能如线程束级原语、协作组和专用数学内建函数。

学习成果：

• 使用 HIP 内存分配、一致性控制和零拷贝主机内存可见性来配置和管理 GPU 内存。
• 使用 HIP 特有的函数/变量限定符、向量类型和同步原语开发高性能内核。
• 利用线程束洗牌、投票、投票位图和协作组功能实现高级并行算法。

🔹 第 4 课：将 CUDA 应用迁移至 HIP

概述： 本课程介绍将 CUDA 源代码系统性迁移至 HIP（异构计算可移植性接口）框架的过程。详细说明使用自动化工具（如 HIPIFY）的方法、项目转换策略、识别平台特定编译器行为（HIP-Clang 与 NVIDIA 区别），以及处理架构差异。

学习成果：

• 使用 HIPIFY 工具自动化将 CUDA 代码转换为 HIP，并管理就地项目转换。
• 通过预处理器宏和环境查询区分 AMD 与 NVIDIA 目标平台及编译器。
• 实现架构特性检查（HIP_ARCH），并对特殊 CUDA 函数（如 memcpyToSymbol）应用变通方案。