[Windows] CUDA基礎環境建置

前言

CUDA的編譯環境橫跨CPU和GPU，其中包括還包括GPU的特別優化，必須要先了解編譯的架構，再去建置環境才會比較有Sense。

架構

CPU 部分由系統主機編譯器處理：

• 主機端的代碼由系統主機編譯器（如 cl.exe 或 gcc）編譯成目標文件，生成供 CPU 執行的部分。

GPU 部分編譯：

• PTX（中間代碼）：
  • CUDA 核心代碼（例如 __global__ 和 __device__ 函數）由 PTX 編譯器編譯為 PTX。
  • PTX 是與硬件無關的中間代碼，可在多個 GPU 架構上移植。
• SASS（硬件機器碼）：
  • 如果指定了目標架構（如 sm_80），PTX 會進一步由 CUBIN 編譯器轉換為 SASS（Streaming Assembly）。
  • SASS 是針對特定 GPU 硬件生成的最佳代碼，包含硬件指令、寄存器分配、指令調度等底層優化。

通過鏈接器整合為完整的可執行文件：

• nvcc 調用系統鏈接器（如 ld 或 link.exe），將主機代碼與設備代碼整合，生成最終的可執行文件。
• 鏈接器會嵌入 GPU 的 PTX 或 SASS 代碼，確保運行時能夠正確加載並執行

環境建置

CPU編譯環境建置:

下載cl.exe，可參考後方連結([Windows] C/C++編譯環境建置)

GPU編譯環境建置:

1. 下載 NVIDIA CUDA 工具包：
   • 到 NVIDIA CUDA 官方下載頁面 下載適合你的操作系統版本的 CUDA Toolkit。
   • 安裝時選擇 Custom Installation，只保留需要的核心組件（例如：Driver、Toolkit、nvcc 編譯器）。
2. 驗證 CUDA 安裝：
   • 打開終端或命令提示字元，執行 nvcc –version
   • 確認輸出包含 CUDA 版本資訊。

環境檢測

CPU 編譯器(cl.exe)測試:

GPU 編譯器(nvcc)測試:

編譯與執行

代碼

CUDA程式編譯

執行結果

Trouble shooting

[Trouble Shooting] 請以 Unicode 格式儲存檔案以防止資料遺失

資料來源

Hello world Cuda-C

CUDA與GCC相容性表格