谈谈现代GPU中的延迟瓶颈

GPU延迟掩盖、占用率和寄存器使用的问题是现代GPU架构中非常重要的概念。以下是对这些概念的详细分析，以及它们如何影响GPU性能的讨论。

1. 延迟（Latency）

延迟的来源：

• 在GPU中，延迟通常来源于内存访问（如纹理读取、全局内存访问等），这些操作可能需要数百个GPU周期才能完成。
• 由于GPU的并行计算特性，单个线程在等待内存访问时会导致计算资源的闲置。

延迟掩盖：

• 为了隐藏这些延迟，现代GPU采用了大规模的多线程设计。通过同时运行多个线程（或称为Warp），GPU可以在一个线程等待时切换到其他线程执行任务。
• 这种设计允许GPU在一个线程因延迟而阻塞时，继续执行其他线程的计算，从而提高整体吞吐量。

2. 占用率（Occupancy）

占用率的定义：

• 占用率是指在GPU上活跃的线程数量与理论上可以支持的最大线程数量的比率。高占用率意味着更多的线程在同时运行，从而更有效地隐藏延迟。

影响因素：

• 占用率受多个因素影响，包括每个线程使用的寄存器数量、共享内存的使用、线程块的大小等。
• 当每个线程使用更多的寄存器时，能够同时运行的线程数量就会减少，从而降低占用率。

3. 寄存器（Registers）