9.2 计算功能集

到目前为止，我们介绍的是所有支持CUDA的GPU的通用功能。例如，所有支持CUDA架构的GPU都可以启动核函数，访问全局内存，以及读取常量内存和纹理内存。但正如不同架构的CPU有着不同的功能和指令集（例如MMX、SSE、SSE2等），对于支持CUDA的不同图形处理器来说同样如此。NVIDIA将GPU支持的各种功能统称为计算功能集（Compute Capability）。

9.2.1 NVIDIA GPU的计算功能集

到本书截稿时间为止，NVIDIA GPU可以支持计算功能集包括1.0、1.1、1.2、1.3以及2.0。高版本计算功能集是低版本计算功能集的超集，类似于一种“洋葱式”或者“俄罗斯套娃玩具式”的嵌套结构（你可以选择自己喜欢的比喻）。例如，支持1.2版本计算功能集的GPU同样支持1.0版本和1.1版本的所有功能。在NVIDIA CUDA编程指南中包含了所有支持CUDA的GPU的最新列表，以及它们相应的计算功能集。表9.1列出了在截稿时所有可用的NVIDIA GPU，同时还列出了每个GPU支持的计算功能集。

表9.1 支持CUDA的GPU及其相应的计算功能集

当然，由于NVIDIA一直在发布新的图形处理器，因此在本书出版时，这张列表肯定会过时。幸运的是，NVIDIA公布了一个网络站点，在这个站点的CUDA Zone中给出了支持CUDA的最新设备列表。如果你没有在表9.1中找到你使用的GPU，那么我建议你参考这个列表，或者也可以运行第3章的示例程序将系统中每个CUDA设备的计算功能集显示出来。

由于本章的内容是关于原子性的，因此与这部分内容相关的就是硬件在内存上执行原子操作的能力。在了解原子操作是什么以及为什么要使用原子操作之前，你需要知道，只有1.1或者更高版本的GPU计算功能集才能支持全局内存上的原子操作。此外，只有1.2或者更高版本的GPU计算功能集才能支持共享内存上的原子操作。由于高版本计算功能集是低版本计算功能集的超集，因此计算功能集为1.2的GPU既支持共享内存原子操作又支持全局内存原子操作。同样，计算功能集为1.3的GPU也支持这两种原子操作。

如果你使用的GPU的计算功能集为1.0版本，那么它不支持全局内存上的原子操作，因此需要首先升级硬件设备。如果你的图形处理器支持原子操作，那么可以继续阅读下面的内容。但

如果你发现无法运行这些示例，那么可以直接跳到下一章。

9.2.2 基于最小计算功能集的编译

假设在编写的代码中要求计算功能集的版本最低不能低于某个版本。例如，假设你阅读完本章，并开始编写一个需要使用全局内存原子操作的应用程序。你知道要支持全局内存原子操作，计算功能集的最低版本为1.1。当编译代码时，你需要告诉编译器，如果硬件支持的计算功能集的版本低于1.1，那么将无法运行这个核函数。而且，当告诉编译器这个要求时，还可以指定一些只有在1.1或者更高版本的计算功能集中才支持的编译优化。要将这个信息告诉编译器，只需在调用nvcc时增加一个命令行选项：

nvcc -arch=sm_11

同样的，在编译需要使用共享内存原子操作的核函数时，你要告诉编译器代码需要1.2版本或者更高的计算功能集。

nvcc -arch=sm_12