Неправильные результаты при использовании потоков CUDA и memCpyAsync, становятся правильными при добавлении cudaDeviceSynchronize - PullRequest
0 голосов
/ 18 июня 2019

Я разрабатываю матричное умножение CUDA, но я сделал некоторые модификации, чтобы посмотреть, как они влияют на производительность.

Я пытаюсь наблюдать поведение (и я измеряю изменения во времени событий графического процессора) простого ядра умножения матриц. Но я тестирую его в двух разных условиях:

  • У меня есть количество матриц (скажем, matN) для A, B и C, затем я передаю (H2D) одну матрицу для A, одну для B за раз, а затем умножаю их, чтобы перенести обратно (D2H) один С;

  • У меня есть matN для A, B и C, но я перевожу> 1 (скажем, chunk) матрицы одновременно для A и B, точно выполняю chunk умножения и возвращаю chunk результат матрицы C.

В первом случае (chunk = 1) все работает как положено, но во втором случае (chunk > 1) я получаю, что некоторые из C верны, а другие неправильны.

Но если я поставлю cudaDeviceSynchronize() после cudaMemcpyAsync, все результаты, которые я получу, верны.

Вот часть кода, выполняющая то, что я только что описал выше:


/**** main.cpp ****/

    int chunk = matN/iters;    
    #ifdef LOWPAR
        GRIDx= 1;
        GRIDy= 1;
        label="LOW";
    #else
       int sizeX = M;
       int sizeY = N;
       GRIDx = ceil((sizeX)/BLOCK);
       GRIDy = ceil((sizeY)/BLOCK);
       label="";
    #endif

    const int bytesA = M*K*sizeof(float);
    const int bytesB = K*N*sizeof(float);
    const int bytesC = M*N*sizeof(float);

    //device mem allocation
    float *Ad, *Bd, *Cd;
    gpuErrchk( cudaMalloc((void **)&Ad, bytesA*chunk) );
    gpuErrchk( cudaMalloc((void **)&Bd, bytesB*chunk) );
    gpuErrchk( cudaMalloc((void **)&Cd, bytesC*chunk) );
    //host pinned mem allocation
    float *A, *B, *C;
    gpuErrchk( cudaMallocHost((void **)&A, bytesA*matN) );
    gpuErrchk( cudaMallocHost((void **)&B, bytesB*matN) );
    gpuErrchk( cudaMallocHost((void **)&C, bytesC*matN) );

    //host data init
    for(int i=0; i<matN; ++i){
        randomMatrix(M, K, A+(i*M*K));
        randomMatrix(K, N, B+(i*K*N));
    } 

    //event start
    createAndStartEvent(&startEvent, &stopEvent);

    if (square)
    {          
        label += "SQUARE";
        int size = N*N;
        for (int i = 0; i < iters; ++i) { 
            int j = i%nStream;            
            int idx = i*size*chunk;
            newSquareMatMulKer(A+idx, B+idx, C+idx, Ad, Bd, Cd, N, chunk, stream[j]); 
        }
    }
    else {
        ...
    } 

    msTot = endEvent(&startEvent, &stopEvent);
    #ifdef MEASURES          
        printMeasures(square, label, msTot, millis.count(), matN, iters, devId);
    #else
        float *_A, *_B, *_C, *tmpC;
        tmpC = (float *)calloc(1,bytesC*chunk);
        for (int s=0; s<matN; ++s)
        {
            _A = A+(s*M*K);
            _B = B+(s*K*N);
            _C = C+(s*M*N);
            memset(tmpC, 0, bytesC*chunk);

            hostMatMul(_A, _B, tmpC, M, K, N);
            checkMatEquality(_C, tmpC, M, N);
        }   
    #endif


/**** matmul.cu ****/

__global__ void squareMatMulKernel(float* A, float* B, float* C, int N, int chunk) {

    int ROW = blockIdx.x*blockDim.x+threadIdx.x;
    int COL = blockIdx.y*blockDim.y+threadIdx.y;


    if (ROW<N && COL<N) {
        int size=N*N;
        int offs = 0;
        float tmpSum=0.0f;

        for (int s=0; s<chunk; ++s)
        {
            offs = s*size;
            tmpSum = 0.0f;

            for (int i = 0; i < N; ++i) {
                tmpSum += A[offs+(ROW*N)+i] * B[offs+(i*N)+COL];
            }

            C[offs+(ROW*N)+COL] = tmpSum;
        }
    }
    return ;
}




void newSquareMatMulKer(float *A, float *B, float *C, float *Ad, float *Bd, float *Cd, 
            int n, int chunk, cudaStream_t strm)
{
    int size = n*n;
    int bytesMat = size*sizeof(float);

    dim3 dimBlock(BLOCK,BLOCK,1);
    dim3 dimGrid(GRIDx, GRIDy,1); 

    gpuErrchk( cudaMemcpyAsync(Ad, A, bytesMat*chunk, cudaMemcpyHostToDevice, strm) );    
    gpuErrchk( cudaMemcpyAsync(Bd, B, bytesMat*chunk, cudaMemcpyHostToDevice, strm) );   

    #ifdef LOWPAR
        squareMatMulGridStrideKer<<<dimGrid, dimBlock, 0, strm>>>(Ad, Bd, Cd, n, chunk);
    #else
        squareMatMulKernel<<<dimGrid, dimBlock, 0, strm>>>(Ad, Bd, Cd, n, chunk);
    #endif
    squareMatMulKernel<<<dimGrid, dimBlock, 0, strm>>>(Ad, Bd, Cd, n, chunk);

    gpuErrchk( cudaMemcpyAsync( C, Cd, bytesMat*chunk, cudaMemcpyDeviceToHost, strm) );

    cudaDeviceSynchronize();
        ^ ^ ^ ^ ^ ^
}


Я попытался отладить с помощью cuda-gdb, но ничего странного не обнаружилось, gpuErrchk не выдает никаких ошибок в вызовах API CUDA. Я также запускаю код с помощью memcheck, как в случае с cudaDeviceSynchronize, так и без него, и в обоих случаях я не получаю ошибки.

Я думаю, что могу утверждать, что это проблема синхронизации, но я не могу понять, в чем причина этого. Может кто-то определить, где я иду не так? Также очень ценятся и другие советы по стилю кода.

1 Ответ

1 голос
/ 19 июня 2019

Если вы используете несколько потоков, вы можете переопределить Ad и Bd перед их использованием.

Пример с iters = 2 и nStream = 2:

for (int i = 0; i < iters; ++i) { 
  int j = i%nStream;            
  int idx = i*size*chunk;
  newSquareMatMulKer(A+idx, B+idx, C+idx, Ad, Bd, Cd, N, chunk, stream[j]); 
}

FromВ этом цикле вы будете вызывать

newSquareMatMulKer(A, B, C, Ad, Bd, Cd, N, chunk, stream[0]); // call 0
newSquareMatMulKer(A+idx, B+idx, C+idx, Ad, Bd, Cd, N, chunk, stream[1]); // call 1

Поскольку вы используете одну и ту же область памяти на устройстве для обоих вызовов, у вас могут возникнуть несколько проблем с синхронизацией:

  • call 1 начинайте копировать A и B на устройстве до call 0:squareMatMulKernel конца, поэтому вы можете использовать неправильные значения A и / или B для вычисления вашей первой итерации.

  • call 1:squareMatMulKernel запускается перед извлечением значений C из вызова 0, поэтому вы можете переопределить C значениями от call 1.

Чтобы устранить эту проблемуЯ вижу два подхода:

  • Использование синхронизации, как в вашем примере с cudaDeviceSynchronize();.

  • Вы можете выделить больше памяти двум устройствам (одно рабочее пространство на поток), например.

''

//device mem allocation
float *Ad, *Bd, *Cd;
gpuErrchk( cudaMalloc((void **)&Ad, bytesA*chunk*nStream) );
gpuErrchk( cudaMalloc((void **)&Bd, bytesB*chunk*nStream) );
gpuErrchk( cudaMalloc((void **)&Cd, bytesC*chunk*nStream) );

/* code here */

for (int i = 0; i < iters; ++i) { 
  int j = i%nStream;            
  int idx = i*size*chunk;
  int offset_stream = j*size*chunk;
  newSquareMatMulKer(A+idx, B+idx, C+idx, 
    Ad + offset_stream , 
    Bd + offset_stream , 
    Cd + offset_stream , N, chunk, stream[j]); 
}

В этом случае вам не требуется синхронизация доконец цикла.

...