基于CUDA的GPU优化方法

本文介绍了基于CUDA的GPU优化方法,强调了block和thread的分配策略,建议每个block内的thread数量为32的倍数以提升计算效率。文章讨论了occupancy占有率、access latency与硬件利用率的关系,并提供了关于如何合理分配grid中block数量和thread数量的指导。此外,还提到了一些低级但实用的优化细节,如位运算替代除法、使用fast math library以及有效利用share memory。

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初学CUDA,往往拿到代码无从下手,也没有什么明确的思路。我想有必要把前人的经验总结拿出来,便于后来者更快掌握这门技术。

对于block和thread的分配问题,有这么一个技巧,每个block里面的thread个数最好是32的倍数,因为,这样可以让计算效率更高,促进memory coalescing。其实,每个grid里面block的dimension维度和size数量,以及每个block里面的thread的dimension维度和size数量,都是很重要的。采用合适的维度可以更方便的将并行问题映射到CUDA架构上,但是,对性能不会有太大改进。所以,size才是最重要的。其实,访问延迟latency和occupancy占有率,都依赖于每个multiprocessor中的active wrap的数量,而active wrap的数量,又依赖于register和share memory的使用情况。首先,grid中block的数目要大于multiprocessor的数目,以保证每个multiprocessor里面最少有一个block在执行,而且,最好有几个active block,使得blocks不要等着__syncthreads(),而是占用了hardware。其次,block里面的thread的数目也很重要。对于1.0和1.1的设备来讲,如果一个kernel里面block的大小为512个thread,那么,occupancy为512/768=66%,并且一个multiprocessor中只有一个active block,然而,如果block里面的thread为256个thread,那么,768/256=3,是整数,因此,occupancy为100%,一个multiprocessor里面有3个active block。

但是有一点切记,高的占有率并不代表高性能。伯克利还专门发过一篇文章讲为什么会出现这样的情况。

下面给大家一些无脑记忆的,所谓常识吧。

block里面thread个数最好为wrap大小的倍数,即:32的倍数。使得计算效率更高,保证memory coalescing。
如果multiprocessor中有

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