Умножение целочисленных матриц с OpenCL на C++

Этот проект реализует класс Matrix на C++ с перегрузкой оператора умножения * и *=, используя OpenCL для ускоренного перемножения целочисленных матриц произвольной размерности. В качестве обёртки используется официальная opencl.hpp.

---

Структура проекта

• matrix.h / matrix.cpp — реализация класса Matrix:
  • хранение матрицы в std::vector<int>
  • доступ к элементам через operator() и const int* data()
  • перегрузка операторов <<, >>, *, *=
  • умножение через OpenCL (multiply_opencl)
• matmul.cl — OpenCL-ядро умножения матриц
• tests/test_matrix.cpp — автотесты с помощью gtest
• CMakeLists.txt — сборочная система CMake
• .github/workflows/ci.yml — CI на GitHub Actions с использованием POCL

---

Используемые технологии

• C++17
• OpenCL 2.0 (через opencl.hpp)
• POCL — Portable OpenCL (работает на CPU, используется в CI)
• CMake — кроссплатформенная сборка
• GitHub Actions — для автоматического тестирования

---

Принцип работы

1. Входные матрицы (из std::vector) копируются в OpenCL-буферы

2. Запускается ядро matmul.cl:

3. Ядро OpenCL (matmul.cl) принимает 3 буфера и 3 размерности:

   __kernel void matmul(__global const int* A,
                     __global const int* B,
                     __global int* C,
                     const int M, const int N, const int K) {
    int row = get_global_id(0);
    int col = get_global_id(1);
   
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < K; ++i)
        sum += A[row * K + i] * B[i * N + col];
   
    C[row * N + col] = sum;
   }

4. Внутри ядра каждая ячейка C[i][j] вычисляется параллельно по формуле:

   

5. Результат копируется обратно в объект Matrix.

Тестирование

Тесты реализованы с использованием gtest и проверяют:

• корректность умножения матриц
• умножение с нулевой и единичной матрицами
• граничные случаи (1×1, несовместимые размерности и др.)

CI использует POCL (Portable OpenCL) — позволяет запускать тесты даже на CPU без GPU.

---

Лицензия

Проект распространяется под лицензией MIT. См. файл LICENSE.

---