Introduction à la programmation ROCm et HIP : Un tutoriel pratique
Un guide pratique et moderne sur la programmation GPU AMD avec ROCm et HIP. Il couvre l'ensemble de la pile logicielle, l'installation, les workflows de construction, la programmation des noyaux, la gestion de la mémoire, l'ingénierie des performances, l'utilisation des bibliothèques, le portage de CUDA et les bonnes pratiques en débogage en production.
Aperçu du cours
📚 Résumé du contenu
Un guide pratique et moderne sur le développement pour GPU AMD avec ROCm et HIP. Il couvre l'ensemble de la pile logicielle, l'installation, les flux de compilation, la programmation de noyaux, la gestion de la mémoire, l'ingénierie des performances, l'utilisation des bibliothèques, le portage de CUDA et les bonnes pratiques de débogage en production.
Maîtrisez le développement pour GPU AMD et la portabilité de CUDA vers HIP grâce à cette analyse technique approfondie.
Auteur : EvoClass
Remerciements : Documentation officielle ROCm et HIP d'AMD, incluant des projets comme ROCm, HIP et ROCm LLVM.
🎯 Objectifs d'apprentissage
- Définir HIP et son rôle au sein de l'écosystème ROCm en une phrase concise.
- Distinction entre ROCm (plateforme), HIP (interface) et les bibliothèques ROCm (éléments constitutifs).
- Identifier les niveaux hiérarchiques de l'architecture ROCm, allant du matériel aux frameworks d'application.
- Définir la relation entre l'SDK HIP et la plateforme ROCm sur différentes architectures système.
- Exécuter un flux d'installation systématique, incluant la vérification de la matrice de support et la configuration des chemins post-installation.
- Compiler et exécuter un programme minimal de vérification afin de diagnostiquer les problèmes courants liés au pilote et à l'accès environnemental.
- Comprendre pourquoi une stratégie de construction robuste est essentielle pour concilier la portabilité du code source avec les performances spécifiques à l'architecture.
- Implémenter des lancements de noyaux portables à l'aide de la macro
hipLaunchKernelGGL, alternative syntaxique à la notation en triple angle de CUDA. - Configurer des projets CMake de qualité production ciblant des architectures ROCm spécifiques et gérant les dépendances externes.
- Décrire l'anatomie d'un noyau HIP et appliquer la formule élémentaire d'exécution pour l'indexation des threads.
Leçons 共 10 课时 · 预计 30.0h
Leçons
Lesson
This lesson introduces the ROCm platform and the HIP programming model as a bridge for porting CUDA applications to AMD hardware. Students will learn how to use automated tools like hipify to migrate code while understanding the importance of architecture-aware tuning to achieve optimal performance.
This lesson covers the essential steps for installing and configuring the ROCm software stack, including dependency management, environment variable setup, and user permission requirements. Students will learn how to verify their system environment and ensure successful hardware-software communication through diagnostic tools and proper configuration.
This lesson explores the distinction between source portability and binary performance in the ROCm ecosystem, emphasizing that while HIP code is functionally portable, achieving peak throughput requires architecture-specific compilation. Students will learn to utilize the hipcc toolchain and CMake to manage build configurations that optimize code for specific hardware instruction sets.
This lesson introduces the HIP programming model, focusing on the transition from sequential CPU iteration to spatial GPU parallelism using the Parallel Pivot approach. Students will learn to map independent data tasks to thread grids, manage memory, and implement kernel execution with proper boundary checks and error handling.
AI024: Memory Management and Data Patterns (Lesson 5) explores the memory-centric nature of GPU performance, focusing on the Roofline Model and the critical importance of minimizing data movement between host and device. Students will learn to distinguish between memory-bound and compute-bound kernels while mastering strategies to optimize data residence and bandwidth utilization.
This lesson explores the transition from synchronous to asynchronous GPU execution, focusing on how to use HIP streams to decouple CPU and GPU tasks. Students will learn to optimize performance by implementing non-blocking memory transfers and kernel launches to maximize hardware utilization and eliminate execution bottlenecks.
This lesson introduces a systematic, data-driven approach to performance engineering on AMD GPUs, emphasizing the use of tools like rocprofv3 to identify bottlenecks rather than relying on intuition. Students will learn to follow a six-step scientific workflow to optimize memory access, instruction throughput, and hardware utilization while avoiding common performance "superstitions."
This lesson introduces the Library-First Engineering Principle, which emphasizes using optimized ROCm libraries like rocBLAS and rocFFT to reduce technical debt and ensure hardware portability. Students will learn to prioritize these vendor-tuned solutions over custom kernel development to achieve better performance and easier maintenance across evolving GPU architectures.
AI024: Porting CUDA Applications to HIP (Lesson 9) covers the systematic, incremental migration of CUDA code to the HIP platform using tools like HIPIFY-Clang and HIPIFY-Perl. Students will learn to distinguish between mechanical API translations and architectural optimizations, such as adjusting for warp-size differences, to ensure functional and performance parity on AMD ROCm hardware.
This lesson explores the GPU Developer’s Creed, which prioritizes functional correctness and architectural isolation over raw performance when working with ROCm and HIP. Students will learn to implement systematic debugging, testing, and CI/CD practices to ensure stable, reproducible, and accurate GPU kernel deployments.