Что такое CUDA и какие основные понятия (kernel, grid, block, thread)?

CUDA (Compute Unified Device Architecture) — это платформа и API от NVIDIA для параллельных вычислений на GPU.

Основные понятия:

• Kernel — функция, которая выполняется параллельно на GPU. Запускается множество копий kernel, каждая из которых обрабатывает часть данных.

• Thread — отдельный поток выполнения kernel. Каждый thread выполняет одну копию kernel.

• Block — группа потоков (threads), которые могут взаимодействовать между собой через общую память и синхронизироваться.

• Grid — набор блоков, которые вместе образуют всю рабочую нагрузку для kernel.

Структура запуска kernel выглядит так: вы задаёте количество блоков в grid и количество потоков в каждом блоке. Это позволяет эффективно распараллеливать вычисления на тысячи потоков.

Пример запуска kernel на CUDA (псевдокод):

__global__ void add(int *a, int *b, int *c) {
  int idx = threadIdx.x + blockIdx.x * blockDim.x;
  c[idx] = a[idx] + b[idx];
}

int main() {
  // выделение памяти, копирование данных и т.д.
  add<<<gridSize, blockSize>>>(dev_a, dev_b, dev_c);
  // синхронизация и копирование результата
}

Таким образом, CUDA позволяет эффективно использовать параллелизм GPU для ускорения вычислений.