Futhark是一個函數式、資料並列、陣列程式語言,最初於哥本哈根大學理學院電腦科學系(DIKU)作為HIPERFIT(財務資訊科技的函數式高效能計算)計劃的一部份而開發[2]。它聚焦於確使以函數式風格書寫的資料並列程式,可以高效能的執行於大規模並列硬體上,特別是在GPU上。Futhark強烈的受到NESL啟發,但是為了確使更具進取性的編譯器最佳化,對如何表達並列施加了約束。特別是,不支援非正規的巢狀資料並列[3]。
概述
Futhark是屬於ML家族的語言,它具有從OCaml、Standard ML和Haskell衍生的縮排不敏感的語法。型別系統基於了Hindley–Milner型別系統,還並具有各種擴充,比如唯一類型和大小依值型別。Futhark不意圖成為編寫完全應用的通用程式語言,轉而聚焦於書寫計算「核心」(不必定相同於GPU核心),它們由用常規語言書寫的應用程式來呼叫[4]。
例子
下列程式計算包含雙精度數值的兩個向量的點積:
def dotprod xs ys = f64.sum (map2 (*) xs ys))
它還可以等價的書寫為具有顯式類型標註的形式:
def dotprod [n] (xs: [n]f64) (ys: [n]f64) : f64 = f64.sum (map2 (*) xs ys))
這製作出了大小依值型別,即這個函式只能以相同大小的兩個陣列來呼叫,型別檢查器會拒絕不能靜態的確定符合這個要求的任何程式。
下列程式使用上述點積定義進行矩陣乘法:
def matmul [n][m][p] (A: [n][m]f64) (B: [m][p]f64) : [n][p]f64 =
map (\A_row ->
map (\B_col -> dotprod A_row B_col)
(transpose B))
A
注意它的類型強制這個函式只能以具有相容大小的矩陣來呼叫。進一步的說,這是巢狀資料並列的例子。