Mandelbrot M1 Metal Python

 Dopo il test di Cuda e' arrivato il momento di Metal, il linguaggio per la GPU di Apple

Gli ersempi in C++ sono un po' complicati per una semplice prova ed ho optato per la versione in Python in cui il kernel e' comunque scritto in C++ MetalCompute (negli esempi della libreria c'e' gia' una implementazione di Mandelbrot, l'ho scritta da zero per imparare...sicuramente la mia versione e' meno efficiente)

La logica seguita e' quella di Cuda, ogni thread si occupa di una riga

Si puo' solo passare un solo parametro come array di float al kernel e si ha in uscita un solo array di float. L'array di input e' generato con NumPy con le coordinate X,Y dei punti dell'insieme 

import metalcompute as mc

from PIL import Image as im

mc.init()

code = """

#include <metal_stdlib>

using namespace metal;

kernel void mandelbrot(

const device float* arr [[ buffer(0) ]],

device float* out [[ buffer(1) ]],

uint id [[ thread_position_in_grid ]]) {

float a = arr[id];

float b;

float x_new,y_new,x,y;

int iterazioni = 255;

for (int s=0; s<640;s++)

{

x=0.0;

y=0.0;

b = arr[640+s];

for (int k=0;k<iterazioni;k++)

{

x_new = (x*x)-(y*y)+a;

y_new = (2.0*x*y)+b;

if (((x_new*x_new)+(y_new*y_new))>4)

{

out[id*640+s] = (float)(k%2)*255;

k=iterazioni;

}

x = x_new;

y = y_new;

}

}

}

"""

mc.compile(code, "mandelbrot")

import numpy as np

from time import time as now

dimensioni = 640

x_start = -2.0

x_stop = 0.75

x_res = (x_stop-x_start)/dimensioni

x = np.arange(start=x_start, stop=x_stop,step = x_res,dtype='f')

y_start = -1.5

y_stop = 1.5

y_res = (y_stop-y_start)/dimensioni

y = np.arange(start=y_start, stop=y_stop,step = y_res,dtype='f')

arr = np.concatenate((x,y))

print(arr.shape)

out_buf = np.empty(dimensioni*dimensioni,dtype='f')

start = now()

mc.run(arr, out_buf, dimensioni)

end = now()

immagine = out_buf.reshape(dimensioni,dimensioni)

print(end-start)

immagine = np.int_(immagine)

np.savetxt("dati.txt",immagine.astype(int),fmt='%i')

img = im.fromarray(np.uint8(immagine) , 'L')

img.save('m1.png')

img.show()