CUDA下在Host端分配的几种内存模式

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#cuda #内存

本文介绍了Pinned内存的特点及其在CUDA中的应用方式。Pinned内存能够提高内存带宽，并支持内存映射，允许内核处理与内存拷贝同时进行。文章还讨论了Pinned内存的不同属性，包括Write-combining、Portable及Mapped等。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

平时我们使用的内存都是Pageable(交换页)的，而另一个模式就是Pinned(Page-locked)，实质是强制让系统在物理内存中完成内存申请和释放的工作，不参与页交换，从而提高系统效率，需要使用cudaHostAlloc和cudaFreeHost来分配和释放。

　　优点

　　1、带宽更高

　　2、内核处理和内存拷贝可同时进行

　　3、可以内存映射(mapped)

　　缺点

　　使用pinned会减少系统内存的可用量，进而影响系统性能。

　　在Pinned模式下又有以下几种属性：

　　Write-combining

　　缺省的话pinned拥有cacheable属性，可以用cudaHostAllocWriteCombined标志替代

　　优点

　　1、可以释放L1和L2资源，让缓存应用于别的地方

　　2、write-combining在通过PCIE总线传输时不会被检测，大约可提高

　　40%的性能

　　缺点

　　无法读取或读取极慢。

　　Portable

　　对于多线程，只能分配pinned的线程可以得到好处，如果想让别的线程也共享，需要cudaHostAllocPortable标志。

　　Mapped

　　传入cudaHostAllocMapped标识可以让宿主与设备内存映射(某些设备支持)，这样设备和宿主共用一块内存，在内核函数中可以用cudaHostGetDevicePointer得到指针，不同的宿主线程得到的指针是不同的。

　　优点

　　不用在设备中分配和拷贝内存，数据在需要的时候被内核隐式传输

　　不需要用Stream来异步执行，内核函数自动在执行的同时异步传输

　　缺点

　　由于内存共享，内存访问必须同步

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