สเตนซิลและหน้าต่างเลื่อน

สเตนซิลคำนวณผลลัพธ์แต่ละค่าจากบริเวณอินพุตรอบข้างที่กำหนดตายตัว เช่น หาค่าเฉลี่ยของพิกเซลกับเซลล์รอบ ๆ

เมื่อเลื่อนไปตามอาร์เรย์ หน้าต่างอินพุตจะเลื่อนไปทีละหนึ่งตำแหน่ง ผลลัพธ์ที่อยู่ติดกันใช้ข้อมูลอินพุตส่วนใหญ่ร่วมกัน จึงนำข้อมูลกลับมาใช้ซ้ำได้มาก

เนื่องจากข้อมูลเพื่อนบ้านทับซ้อนกัน ไทล์ที่โหลดครั้งเดียวจึงสร้างผลลัพธ์ได้หลายค่า สเตนซิลจึงเป็นกรณีตัวอย่างชั้นเยี่ยมที่การใช้ไทล์แสดงประสิทธิภาพได้เต็มที่

ในการคำนวณขอบของไทล์ คุณยังต้องใช้สมาชิกอีกสองสามตัวที่อยู่ด้านนอกเซลล์ขอบพิเศษเหล่านี้เรียกว่าฮาโล

เธรดแรกในไทล์ต้องใช้เพื่อนบ้านทางซ้าย ซึ่งอยู่ในไทล์ก่อนหน้า หากไม่มีเซลล์ฮาโล การอ่านนั้นจะผิดพลาด

สำหรับสเตนซิลรัศมี r ให้โหลดเซลล์เพิ่ม r เซลล์ในแต่ละด้าน การทำให้ภาพเบลอแบบ 3 จุดมีรัศมี 1 ดังนั้นมีเซลล์ฮาโลด้านละหนึ่งเซลล์ก็เพียงพอ

ประกาศหน่วยความจำร่วมให้มีขนาดเท่ากับ blockDim บวก 2 * radius เพื่อให้เก็บทั้งส่วนด้านในและฮาโลสองด้านไว้ในบัฟเฟอร์เดียวอย่างเป็นระเบียบ

แต่ละเธรดจะโหลดสมาชิกของตนเองลงในไทล์ก่อน โดยวางไว้ที่ออฟเซ็ต radius เพื่อเว้นที่สำหรับฮาโลด้านซ้ายด้านหน้า

เธรดกลุ่มแรกไม่กี่เธรดทำหน้าที่สองอย่าง โดยดึงเซลล์ฮาโลด้านซ้ายและขวาด้วย ก่อนที่บล็อกจะซิงก์กัน

หลังจาก __syncthreads แต่ละเธรดจะอ่านเพื่อนบ้านทั้งหมดจากไทล์ โดยไม่แตะหน่วยความจำส่วนกลางอีกในการทำงานขั้นนั้น

ตอนนี้ค่าแต่ละค่าด้านในถูกใช้สร้างผลลัพธ์2r + 1 ค่า จากการโหลดหน่วยความจำร่วมเพียงครั้งเดียว นี่คือการรับส่งข้อมูลซ้ำซ้อนที่การใช้ไทล์ช่วยกำจัด

สเตนซิลใช้หน้าต่างที่เลื่อนและทับซ้อนกัน ดังนั้นฮาโลที่มีเซลล์เพิ่ม r เซลล์ต่อด้านจึงทำให้ไทล์สร้างผลลัพธ์ทุกค่าได้ โดยโหลดแต่ละค่าครั้งเดียว ✅