ROCmとHIPプログラミング入門:実践的なチュートリアル
ROCmとHIPによるAMD GPUプログラミングの実践的で現代的なガイド。ソフトウェアスタック全体、インストール、ビルドワークフロー、カーネルプログラミング、メモリ管理、パフォーマンス最適化、ライブラリの使用、CUDAへの移行、そして本番環境でのデバッグ手法をカバーしています。
コース概要
📚 コンテンツ概要
ROCmとHIPを用いた実践的で現代的なAMD GPUプログラミングガイド。ソフトウェアスタック全体、インストール、ビルドワークフロー、カーネルプログラミング、メモリ管理、パフォーマンス工学、ライブラリの利用、CUDAからの移行、本番環境でのデバッグ手法をカバー。
この技術的詳細を通じて、AMD GPUプログラミングとCUDAからHIPへの移行性を習得しよう。
著者: EvoClass
謝辞: AMD公式のROCmおよびHIPドキュメントベース(ROCm、HIP、ROCm LLVMなど)。
🎯 学習目標
- HIPとは何か、そしてそれがROCmエコシステムの中で果たす役割を一文で明確に定義する。
- ROCm(プラットフォーム)、HIP(インターフェース)、ROCmライブラリ(構成ブロック)の違いを識別する。
- ハードウェアからアプリケーションフレームワークまで、ROCmアーキテクチャの階層的レイヤーを特定する。
- 不同のオペレーティングシステムにおけるHIP SDKとROCmプラットフォームの関係を定義する。
- サポートマトリクスの確認とインストール後のパス設定を含む、体系的なインストールワークフローを実行する。
- 一般的なドライバや環境アクセスの問題をトラブルシュートするための最小限の検証プログラムをコンパイルして実行する。
- ソースコードの移植性とアーキテクチャ固有のパフォーマンスの調和のために、堅牢なビルド戦略が不可欠である理由を理解する。
- CUDAの三重角括弧構文の代替として、
hipLaunchKernelGGLマクロを使用した移植可能なカーネル起動を実装する。 - 特定のROCmアーキテクチャをターゲットにし、外部ライブラリの依存関係を管理するプロダクショングレードのCMakeプロジェクトを設定する。
- HIPカーネルの構造を定義し、スレッドインデックスの基本実行式を適用する。
レッスン 共 10 课时 · 预计 30.0h
レッスン
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.