2014-01-08 54 views
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在開普勒硬件上分析Visual Profiler中的內核時,我注意到Profiler顯示全局加載和存儲緩存在L1中。 我很困惑,因爲節目指南和開普勒調諧該手動狀態:本地存儲器訪問中的GPU開普勒Kepler全局內存訪問和L1緩存

L1高速緩存只保留,諸如寄存器 溢漏和堆棧數據。全局負載僅緩存在L2中(或緩存中的只讀數據 )。

沒有寄存器溢出(profiler顯示L1緩存,即使是原始的2行'add'內核),我不確定'堆棧數據'在這裏意味着什麼。

GK110白皮書顯示,除了一種情況外,全局訪問都將通過L1緩存:通過只讀緩存(__ldg)加載。 這是否意味着雖然全局訪問通過L1硬件,但它們實際上並沒有被緩存?這是否也意味着如果我將溢出的寄存器數據緩存在L1中,這些數據可能會因gmem訪問而被驅逐?

更新:我已經意識到我可能會誤讀分析器是給我的信息,所以這裏是內核代碼以及探查的結果(我用相同的嘗試都在Titan和K40結果)。

template<typename T> 
__global__ void addKernel(T *c, const T *a, const T *b) 
{ 
    int i = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x; 
    c[i] = a[i] + b[i]; 
} 

... 
// Kernel call 
float* x; 
float* y; 
float* d; 
// ... 
addKernel<<<1024, 1024>>>(d, x, y); 
cudaError_t cudaStatus = cudaDeviceSynchronize(); 
assert(cudaSuccess == cudaStatus); 

視覺探查輸出:

Visual Profiler output

L1號碼來撥打給L1高速緩存完美感啓用GMEM訪問。對於負載,我們有:

65536 * 128 = = 2 * 4 * 1024 * 1024

更新2:添加SASS和PTX代碼。 SASS代碼非常簡單,包含從常量內存讀取以及從/到全局內存(LD/ST指令)的加載/存儲。

Function : _Z9addKernelIfEvPT_PKS0_S3_ 
.headerflags @"EF_CUDA_SM35 EF_CUDA_PTX_SM(EF_CUDA_SM35)" 
                  /* 0x088cb0a0a08c1000 */ 
/*0008*/    MOV R1, c[0x0][0x44];    /* 0x64c03c00089c0006 */ 
/*0010*/    S2R R0, SR_CTAID.X;     /* 0x86400000129c0002 */ 
/*0018*/    MOV32I R5, 0x4;      /* 0x74000000021fc016 */ 
/*0020*/    S2R R3, SR_TID.X;     /* 0x86400000109c000e */ 
/*0028*/    IMAD R2, R0, c[0x0][0x28], R3;  /* 0x51080c00051c000a */ 
/*0030*/    IMAD R6.CC, R2, R5, c[0x0][0x148]; /* 0x910c1400291c081a */ 
/*0038*/    IMAD.HI.X R7, R2, R5, c[0x0][0x14c]; /* 0x93181400299c081e */ 
                  /* 0x08a0a4b0809c80b0 */ 
/*0048*/    IMAD R8.CC, R2, R5, c[0x0][0x150]; /* 0x910c14002a1c0822 */ 
/*0050*/    IMAD.HI.X R9, R2, R5, c[0x0][0x154]; /* 0x931814002a9c0826 */ 
/*0058*/    LD.E R3, [R6];      /* 0xc4800000001c180c */ 
/*0060*/    LD.E R0, [R8];      /* 0xc4800000001c2000 */ 
/*0068*/    IMAD R4.CC, R2, R5, c[0x0][0x140]; /* 0x910c1400281c0812 */ 
/*0070*/    IMAD.HI.X R5, R2, R5, c[0x0][0x144]; /* 0x93181400289c0816 */ 
/*0078*/    FADD R0, R3, R0;      /* 0xe2c00000001c0c02 */ 
                  /* 0x080000000000b810 */ 
/*0088*/    ST.E [R4], R0;      /* 0xe4800000001c1000 */ 
/*0090*/    EXIT ;        /* 0x18000000001c003c */ 
/*0098*/    BRA 0x98;       /* 0x12007ffffc1c003c */ 
/*00a0*/    NOP;         /* 0x85800000001c3c02 */ 
/*00a8*/    NOP;         /* 0x85800000001c3c02 */ 
/*00b0*/    NOP;         /* 0x85800000001c3c02 */ 
/*00b8*/    NOP;         /* 0x85800000001c3c02 */ 

PTX:

.visible .entry _Z9addKernelIfEvPT_PKS0_S3_(
.param .u64 _Z9addKernelIfEvPT_PKS0_S3__param_0, 
.param .u64 _Z9addKernelIfEvPT_PKS0_S3__param_1, 
.param .u64 _Z9addKernelIfEvPT_PKS0_S3__param_2 
) 
{ 
.reg .s32 %r<5>; 
.reg .f32 %f<4>; 
.reg .s64 %rd<11>; 

ld.param.u64 %rd1, [_Z9addKernelIfEvPT_PKS0_S3__param_0]; 
ld.param.u64 %rd2, [_Z9addKernelIfEvPT_PKS0_S3__param_1]; 
ld.param.u64 %rd3, [_Z9addKernelIfEvPT_PKS0_S3__param_2]; 
cvta.to.global.u64 %rd4, %rd1; 
.loc 1 22 1 
mov.u32 %r1, %ntid.x; 
mov.u32 %r2, %ctaid.x; 
mov.u32 %r3, %tid.x; 
mad.lo.s32 %r4, %r1, %r2, %r3; 
cvta.to.global.u64 %rd5, %rd2; 
mul.wide.s32 %rd6, %r4, 4; 
add.s64 %rd7, %rd5, %rd6; 
cvta.to.global.u64 %rd8, %rd3; 
add.s64 %rd9, %rd8, %rd6; 
.loc 1 23 1 
ld.global.f32 %f1, [%rd9]; 
ld.global.f32 %f2, [%rd7]; 
add.f32 %f3, %f2, %f1; 
add.s64 %rd10, %rd4, %rd6; 
.loc 1 23 1 
st.global.f32 [%rd10], %f3; 
.loc 1 24 2 
ret; 
} 
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看看[這篇文章](http://stackoverflow.com/questions/19627702/l2-cache-in-kepler)。 L1緩存和只讀緩存是不同的。在評論中,羅伯特曾提到「開普勒通常不會爲普通的全球負載啓用L1」。 – Farzad

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感謝您的鏈接。我明白L1和紋理緩存是不同的。除了編程指南中提到的內容(即寄存器溢出和堆棧數據)之外,我對Robert的「正常」意義很感興趣。 –

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你可以顯示你的.PTX輸出嗎?我在想你的短內核可能會有低級指令,它們利用L1高速緩存來保存中間結果。 – Farzad

回答

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費米和開普勒架構的所有通用的,全球性的,局部的,和共享內存操作由L1高速緩存處理。共享內存訪問不需要標記查找,也不會使緩存行無效。所有本地和全局內存訪問都需要查找標籤。未高速緩存的全局內存存儲和讀取操作會使高速緩存行無效。在計算能力3.0和3.5上,除CCG 3.5上的LDG之外的所有全局內存讀取都將被解除緩存。 LDG指令遍歷紋理緩存。

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你能澄清一點嗎?如果訪問是「由L1緩存處理」,那麼它如何被解除緩存?另外,爲什麼未緩存的內存訪問使緩存行無效? – einpoklum

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在開普勒架構上,L1單元包含數據RAM和標籤RAM。共享內存,本地,全局和表面訪問全部通過Kepler L1緩存作爲通向SRAM(緩存操作或共享內存)的路徑,或作爲內存子系統下一級的數據路徑。大多數L1支持緩存和非緩存訪問。未緩存的訪問通常必須使緩存行無效以避免數據一致性問題。 –