CUDA专题11—告别内存等待：深度解析CUDA同步域的原理与实战

1. 内存同步域

1.1. 内存栅栏干扰

部分CUDA应用程序可能因内存栅栏/刷新操作需等待超出CUDA内存一致性模型要求范围的内存事务，从而导致性能下降。

以观察上述示例。根据CUDA内存一致性模型的保证，断言条件必然成立，这意味着线程1对变量x的写入必须在线程2对b的写入之前，对线程3可见。

通过原子变量a的release-acquire操作所提供的内存序仅能确保x对线程2可见（因其作用域限于设备内部），而无法保证对线程3的可见性。因此，原子变量b通过系统级作用域（system-scope）的release-acquire内存序，不仅需要确保线程2自身的写入对线程3可见，还必须保证那些已对线程2可见的其他线程写入也能被线程3观测到——这一特性被称为"累积性（cumulativity）"。由于GPU在执行时无法区分哪些写入在源码层面已被严格同步、哪些仅因时序巧合而可见，它必须采取保守策略，广泛捕获所有执行中的内存操作。

这种机制有时会导致干扰现象：由于GPU需要等待一些在源码层面本无需等待的内存操作，使得栅栏/刷新操作的执行时间可能超出必要时长