Stencil dan Jendela Geser

Stencil menghitung setiap keluaran dari lingkungan masukan yang tetap, seperti menghitung rata-rata sebuah piksel dengan sel-sel di sekitarnya.

Saat Anda bergerak sepanjang array, jendela masukan bergeser satu posisi. Keluaran yang berurutan berbagi sebagian besar masukannya, sehingga penggunaan ulangnya sangat besar.

Karena elemen tetangga saling tumpang tindih, tile yang dimuat sekali dapat menghasilkan banyak keluaran. Stencil adalah contoh klasik yang menunjukkan keunggulan tiling.

Untuk menghitung tepi tile, Anda juga memerlukan beberapa elemen tepat di luar tile tersebut. Sel-sel batas tambahan ini disebut halo.

Thread pertama dalam sebuah tile memerlukan tetangga kirinya, yang berada di tile sebelumnya. Tanpa sel halo, pembacaan tersebut akan salah.

Untuk stencil berjari-jari r, muat r sel tambahan di setiap sisi. Pengaburan 3 titik memiliki jari-jari 1, sehingga satu sel halo per sisi sudah cukup.

Deklarasikan memori bersama sebesar blockDim ditambah 2 * radius agar dapat menampung bagian dalam dan kedua halo dalam satu buffer yang rapi.

Setiap thread terlebih dahulu memuat elemennya sendiri ke dalam tile pada offset radius, sehingga tersedia ruang untuk halo kiri di bagian depan.

Beberapa thread pertama melakukan tugas ganda, yaitu mengambil sel halo kiri dan kanan sebelum blok melakukan sinkronisasi.

Setelah __syncthreads, setiap thread membaca tetangganya sepenuhnya dari tile dan tidak lagi menyentuh memori global untuk langkah tersebut.

Setiap nilai bagian dalam kini melayani 2r + 1 keluaran dari satu pemuatan memori bersama. Tepat itulah lalu lintas redundan yang dihilangkan oleh tiling.

Stencil menggeser jendela yang saling tumpang tindih, sehingga halo berisi r sel tambahan per sisi memungkinkan sebuah tile melayani setiap keluaran dengan satu kali pemuatan. ✅