CUDA 編程筆記:CUDA延遲隱藏

一、核心概念:

????????延遲隱藏(Latency Hiding)是 GPU 通過多線程機制掩蓋指令延遲的關鍵技術。當某些線程束(warp)因指令延遲(如內存訪問或算術計算)而等待時,其他就緒線程束會立即被調度執行,從而保持計算資源的持續利用率。

二、實現原理:

  1. ??指令延遲定義??:指令從發出到完成所需的時鐘周期。

  2. ??線程束調度??:每個時鐘周期,線程束調度器選擇符合條件的就緒線程束執行。

  3. ??資源利用??:當所有調度器均有就緒線程束時,GPU的計算資源(如CUDA核心)可被完全利用。

三、指令類型與延遲:

  • ??算術指令??:計算操作產生的延遲(如浮點運算)。

  • ??內存指令??:數據訪問延遲(如全局內存讀取)。

四、延遲隱藏的本質:

????????通過大量線程束的快速切換,用其他線程束的計算填充等待時間,使得硬件始終處于忙碌狀態,從而“隱藏”單一線程束的延遲。

五、關鍵條件:

  • ??足夠的并行性??:需有大量活躍線程束(通常通過設置足夠的線程塊和網格大小實現)。

  • ??均衡的負載??:避免線程束因分支分化或資源競爭導致調度效率下降。

這一機制是CUDA高性能計算的核心基礎之一。

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