2016-04-08 80 views
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我正在GPU上進行哈里斯角點檢測。我正在觀察CPU性能的異常行爲。調用GPU內核後CPU性能下降

以下是我的Main.cpp文件,如果我通過評論我的核函數(此函數調用GPU的各種核函數)運行此調用"Harris_Algo(a,d_a,d_g,dx_My,dy_My,dxdy_My,suppressed,corner_response,Res,Height,length,SIZE);"我的函數調用讀取下一幀並轉換爲灰度(「cap.read(Masrc )和cvtColor(Masrc,src,CV_BGR2GRAY))平均每幀0.003和0.004秒

令人驚訝的是,當我取消我的GPU內核調用函數「Harris_Algo」相同的CPU函數(cap.read(Masrc)和cvtColor Masrc,src,CV_BGR2GRAY))平均每幀需要0.009秒和0.008秒

由於在我的應用程序中,時機非常關鍵,這種變化正在消除我們獲得的優勢這兩個函數調用與GPU無關,但我調用GPU函數(內核)時仍需要更多時間。

什麼,我認爲是調用我的GPU功能(內核)增加了CPU的開銷,所以它的利用率增加,性能下降。但是這種變化是巨大的。任何其他合適的方法來做到這一點。

任何幫助表示讚賞。

我正在使用Jetson TK1 GPU板。

Main.cpp的文件

#include <iostream> 
#include <time.h> 
#include <fstream> 
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp" 
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp" 

using namespace std; 
using namespace cv; 
void Cuda_Free(unsigned char *d_a,unsigned char *d_g,int *dx_My,int *dy_My,int *dxdy_My,int *suppressed,int *corner_response); 

void Harris_Algo(unsigned char *a,unsigned char *d_a,unsigned char *d_g,int *dx_My,int *dy_My,int *dxdy_My,int *suppressed,int *corner_response,int *Res, int Height,int length,int SIZE); 

void MemAlloc(unsigned char *&d_a,unsigned char *&d_g,int *&dx_My,int *&dy_My,int *&dxdy_My,int *&suppressed,int *&corner_response,int SIZE); 


    int main(int argc, char** argv) 
    { 
     cv::VideoCapture cap(argv[1]); 

     if (!cap.isOpened()) 
     { 
      std::cout << "!!! Failed to open file: " << argv[1] << std::endl; 
      return -1; 
     } 

     double time_spent; 
     clock_t begin3, end3,begin4; 
     bool start = false; 

     Mat src; 
     unsigned char *a,*d_a,*d_g; 
     int *dx_My,*Res; 
     int *dy_My; 
     int *dxdy_My; 
     int *suppressed; 
     int *corner_response; 
     int length; 
     int Height; 
     int SIZE; 
     Size S; 
     VideoWriter outputVideo; 

     Mat Masrc; 
     for(;;) 
     { 

      begin4 = clock(); 
      begin3 = clock(); 
      if (!cap.read(Masrc))    
       break; 
        end3 = clock(); 
      time_spent = (double)(end3 - begin3)/CLOCKS_PER_SEC; 
      cout<<"Read Frame    : "<<time_spent<<endl; 

      begin3 = clock(); 
      cvtColor(Masrc, src, CV_BGR2GRAY); 
         end3 = clock(); 
      time_spent = (double)(end3 - begin3)/CLOCKS_PER_SEC; 
      cout<<"Gray Convert    : "<<time_spent<<endl; 

      begin3 = clock(); 
      if(start == false) 
      { 
       length  = src.cols; 
       Height  = src.rows; 

       cout<<"Width"<<length<<endl; 
       cout<<"Height"<<Height<<endl; 
       SIZE = ((length)*(Height)); 

       Res = new int [SIZE]; 

       MemAlloc(d_a,d_g,dx_My,dy_My,dxdy_My,suppressed,corner_response,SIZE); 

       start = true; 

      } 

      a = src.data; 

      end3 = clock(); 
      time_spent = (double)(end3 - begin3)/CLOCKS_PER_SEC; 
      cout<<"Initial Processsing Time    : "<<time_spent<<endl; 

      Harris_Algo(a,d_a,d_g,dx_My,dy_My,dxdy_My,suppressed,corner_response,Res,Height,length,SIZE); 

      begin3 = clock(); 

      // imshow("Harris_OUT", Masrc); 
     // char key = cvWaitKey(1); 
     // if (key == 27) // ESC 
      //  break; 

      end3 = clock(); 
      time_spent = (double)(end3 - begin3)/CLOCKS_PER_SEC; 
      cout<<"Time After Displaying image on Output : "<<time_spent<<endl; 
      time_spent = (double)(end3 - begin4)/CLOCKS_PER_SEC; 
      cout<<"Overall Time of entire program exec : "<<time_spent<<endl; 
      cout<<"-----------------------------------------------------------------------------"<<endl; 

     } 

     Cuda_Free(d_a,d_g,dx_My,dy_My,dxdy_My,suppressed,corner_response); 
     delete Res; 
     cvWaitKey(0); 
    } 

Kernal.cu

#include "cuda_runtime.h" 
#include "device_launch_parameters.h" 
#include <iostream> 
#include <time.h> 
#include <fstream> 

using namespace std; 
__global__ void Harris_Mat(int *corner_response,int* dx_My,int* dy_My,int* dxdy_My,int rows, int cols,int Size) 
{ 

    /*...*/ 
} 

__global__ void Supress_Neighbour(int *input,int *output, int rows, int cols, int Size) 
{ 
    /* ... */ 
} 

__global__ void VectorGauss(unsigned char *D, unsigned char *M,int Length, int size_m) 
{ 
    float Val; 
    int i = blockIdx . x * blockDim . x + threadIdx . x; 
    if(i>0 & i<size_m) 
    { 
     if ((i%Length) ==(0) || (i%Length) == (Length-1)|| (i<Length) || (i>(size_m-Length))){ 
      M[i] = 0; 
     } 

     Val = ((D[i] +(D[Length+i]) + D[2*Length+i]) +(D[i]+ (D[Length+i])+ D[2*Length+i]) 
       +(D[i+1] + D[i+Length+1] + D[2*Length+i+])); 
    } 
} 

__global__ void VectorAdd(unsigned char *D,int* dx,int* dy,int* dxdy,int Length, int size_m) 
{ 

/* ... */ 
} 


__host__ void MemAlloc(unsigned char *&d_a,unsigned char *&d_g,int *&dx_My,int *&dy_My,int *&dxdy_My,int *&suppressed,int *&corner_response,int SIZE) 
{ 
    cudaMalloc (&d_a,SIZE*sizeof(unsigned char)); 
    cudaMalloc (&d_g,SIZE*sizeof(unsigned char)); 
    cudaMalloc (&dx_My,SIZE*sizeof(int)); 
    cudaMalloc (&dy_My,SIZE*sizeof(int)); 
    cudaMalloc (&dxdy_My,SIZE*sizeof(int)); 
    cudaMalloc (&suppressed,SIZE*sizeof(int)); 
    cudaMalloc (&corner_response,SIZE*sizeof(int)); 
} 

__host__ void Harris_Algo(unsigned char *a,unsigned char *d_a,unsigned char *d_g,int *dx_My,int *dy_My,int *dxdy_My,int *suppressed,int *corner_response,int *Res, int Height,int length,int SIZE) 
{ 
    double time_spent; 
    clock_t begin3, end3; 
    begin3 = clock(); 
    cudaMemcpy(d_a,a,SIZE*sizeof(unsigned char),cudaMemcpyHostToDevice); 


    VectorGauss<<< SIZE/512+1,512>>>(d_a,d_g,length,SIZE); 

    VectorAdd<<< SIZE/512+1,512>>>(d_g,dx_My,dy_My,dxdy_My,length,SIZE); 

    Harris_Mat<<< SIZE/512+1,512>>>(corner_response,dx_My,dy_My,dxdy_My,Height,length,SIZE); 

    Supress_Neighbour<<< SIZE/512+1,512>>>(corner_response, suppressed,Height, length, SIZE); 


    cudaMemcpy(Res,suppressed,SIZE*sizeof(int),cudaMemcpyDeviceToHost); 
    end3 = clock(); 
    time_spent = (double)(end3 - begin3)/CLOCKS_PER_SEC; 

    cout<<"Processsing Time of Algorithm   : "<<time_spent<<endl; 
} 

__host__ void Cuda_Free(unsigned char *d_a,unsigned char *d_g,int *dx_My,int *dy_My,int *dxdy_My,int *suppressed,int *corner_response) 
{ 
    cudaFree(d_a); 
    cudaFree(d_g); 
    cudaFree(dx_My); 
    cudaFree(dy_My); 
    cudaFree(dxdy_My); 
    cudaFree(corner_response); 
    cudaFree(suppressed); 

} 

我有使用NVCC編譯並還使用(NVCC和g ++)兩者,但同樣的結果。

運行使用

g++-4.8 -c Main.cpp 
nvcc -c Kernal.cu 
g++-4.8 -o Output Main.o Kernal.o -L/usr/local/cuda/lib -lcudart -lcuda `pkg-config opencv --cflags --libs` 
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我認爲你的CUDA內存分配正在創建開銷。我認爲,因爲你只靜態定義一次內存,並且只清除一次。爲什麼不嘗試每個幀的cudaMalloc和cudaFree(在函數Harris_Algo中),因爲在算法中以前的信息不是必需的。 –

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是的,CUDA內存分配是很昂貴的,這是我只做一次處理整個視頻幀的原因。如果我爲每一幀做它,那麼我的開銷將是巨大的。 我也試過,但總體時間會更多,如果我們爲每一幀分配內存。 –

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你的整個時間測量方法是錯誤的。請閱讀clock()的手冊頁。你*不能*使用時鐘來按你所做的方式計時。CPU秒和秒不是一回事 – talonmies

回答

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我看到你打電話給你相關的GPU功能,當有較長時間的CPU主要有兩個原因我的代碼:

  • 它要求兩個副本,一個從RAM到VRAM,以及一個從VRAM回到RAM,帶有cudaMemCpy。這有成本。
  • 第二個副本在內核啓動後調用,它使您等待GPU完成計算,as cudaMemCpy is blocking/sync

通過在GPU上執行此計算,可能會提高性能,但是如果內存複製成本更高,那麼如果您在CPU端執行了所有操作,則性能會降低。

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是的,CudaMemCpy阻塞並且代價高昂。這裏我關心的是函數「cap.read(Masrc)和cvtColor(Masrc,src,CV_BGR2GRAY)」都在CudaMemCpy之外。在完成包括每個幀的設備的memcopy在內的所有GPU計算後,我正在調用上面的函數,測量的時間僅針對單個函數而不針對整個代碼。 當CUDA函數調用時,CPU執行這兩個函數(不是全部執行時間)的時間比不進行CUDA調用的時間要多一倍以上。 注意:CudaMemCpy不在時間測量中考慮。 –

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現在,您提供的代碼太不完整,其他用戶無法調查您的性能問題。你應該提供一個完整的代碼來重現相同的問題,爲什麼不是一個最小完整的可驗證的例子? MCVE:http://stackoverflow.com/help/mcve – Taro