«Неблокирующие» операции чтения OpenCL обходятся дороже, чем ожидалось

Рассмотрим следующий код, который ставит в очередь от 1 до 100000 «неблокирующих» операций чтения буфера произвольного доступа и измеряет время:

#define __CL_ENABLE_EXCEPTIONS

#include <CL/cl.hpp>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <chrono>

#include <stdio.h>

static const int size = 100000;
int host_buf[size];

int main() {
    cl::Context ctx(CL_DEVICE_TYPE_DEFAULT, nullptr, nullptr, nullptr);
    std::vector<cl::Device> devices;
    ctx.getInfo(CL_CONTEXT_DEVICES, &devices);
    printf("Using OpenCL devices: \n");
    for (auto &dev : devices) {
        std::string dev_name = dev.getInfo<CL_DEVICE_NAME>();
        printf("        %s\n", dev_name.c_str());
    }

    cl::CommandQueue queue(ctx);

    cl::Buffer gpu_buf(ctx, CL_MEM_READ_WRITE, sizeof(int) * size, nullptr, nullptr);

    std::vector<int> values(size);

    // Warmup
    queue.enqueueReadBuffer(gpu_buf, false, 0, sizeof(int), &(host_buf[0]));
    queue.finish();

    // Run from 1 to 100000 sized chunks
    for (int k = 1; k <= size; k *= 10) {
        auto cstart = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        for (int j = 0; j < k; j++)
            queue.enqueueReadBuffer(gpu_buf, false, sizeof(int) * (j * (size / k)), sizeof(int), &(host_buf[j]));
        queue.finish();
        auto cend = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        double time = std::chrono::duration<double>(cend - cstart).count() * 1000000.0;
        printf("%8d: %8.02f us\n", k, time);
    }
    return 0;
}

Как всегда, есть некоторые случайные вариации, но типичный вывод для меня такой:

       1:    10.03 us
      10:   107.93 us
     100:   794.54 us
    1000:  8301.35 us
   10000: 83741.06 us
  100000: 981607.26 us

Хотя я ожидал относительно высокой задержки для одного чтения, учитывая необходимость двустороннего обмена PCIe, я удивлен высокой стоимостью добавления последующих операций чтения в очередь — как будто на самом деле «очереди» вообще нет. но каждое чтение добавляет полную задержку. Это на GTX 960 с Linux и версией драйвера 455.45.01.

  • Это ожидаемое поведение?
  • Другие графические процессоры ведут себя так же?
  • Есть ли какой-нибудь обходной путь, кроме как всегда выполнять чтение с произвольным доступом изнутри ядра?
Стоит ли изучать PHP в 2023-2024 годах?
Стоит ли изучать PHP в 2023-2024 годах?
Привет всем, сегодня я хочу высказать свои соображения по поводу вопроса, который я уже много раз получал в своем сообществе: "Стоит ли изучать PHP в...
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
В JavaScript одним из самых запутанных понятий является поведение ключевого слова "this" в стрелочной и обычной функциях.
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Здравствуйте, друзья-студенты! Готовы совершенствовать свои навыки веб-дизайна? Сегодня в нашем путешествии мы рассмотрим приемы CSS-верстки - в...
Тестирование функциональных ngrx-эффектов в Angular 16 с помощью Jest
В системе управления состояниями ngrx, совместимой с Angular 16, появились функциональные эффекты. Это здорово и делает код определенно легче для...
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Локализация - это процесс адаптации приложения к различным языкам и культурным требованиям. Это позволяет пользователям получить опыт, соответствующий...
Пользовательский скаляр GraphQL
Пользовательский скаляр GraphQL
Листовые узлы системы типов GraphQL называются скалярами. Достигнув скалярного типа, невозможно спуститься дальше по иерархии типов. Скалярный тип...
0
0
81
1
Перейти к ответу Данный вопрос помечен как решенный

Ответы 1

Ответ принят как подходящий

Вы используете единую упорядоченную очередь команд. Следовательно, все операции чтения, поставленные в очередь, выполняются аппаратно/драйвером последовательно.

«Неблокирующий» аспект просто означает, что сам вызов является асинхронным и не будет блокировать ваш хост-код, пока работает GPU. В вашем коде вы используете clFinish, который блокируется до тех пор, пока не будут выполнены все чтения.

Так что да, это ожидаемое поведение. Вы будете платить полный штраф за каждый перевод DMA.

Пока вы создаете упорядоченную очередь команд (по умолчанию), другие графические процессоры будут вести себя так же.

Если ваше оборудование/драйвер поддерживает неупорядоченные очереди, вы можете использовать их для потенциального перекрытия передач DMA. В качестве альтернативы вы можете использовать несколько очередей по порядку. Но производительность, конечно же, зависит от оборудования и драйверов.

Использование нескольких очередей / неупорядоченных очередей немного сложнее. Вы должны убедиться, что вы правильно используете события, чтобы избежать условий гонки или вызвать неопределенное поведение.

Чтобы уменьшить задержку, связанную с передачей DMA GPU-Host, рекомендуется использовать закрепленный буфер хоста, а не std::vector. Закрепленные буферы хоста обычно создаются с помощью clCreateBuffer с флагом CL_MEM_ALLOC_HOST_PTR.

Другие вопросы по теме

Nodejs GPU.js медленнее при использовании GPU, чем при использовании CPU
Существуют ли компьютерные вирусы, поражающие gpu?
Ошибка openacc при присвоении значений динамически выделяемому массиву элементов структуры структуры, на которую ссылается указатель
Имеют ли встроенные графические процессоры в ЦП дополнительную нагрузку на передачу данных по шине PCIe, как при передаче данных между ЦП и выделенным графическим процессором?
Как получить стоимость инструкции в графическом процессоре NVIDIA?
Оптимизация алгоритма Монте-Карло | Сокращение операций с GPU и проблемой собственных значений | Задача многих тел
Один поток графического процессора быстрее, чем его выполнение на процессоре?
Проблема с памятью при запуске нескольких процессов на GPU
Планировщик графического процессора с временным разделением
Почему ядра CUDA должны проверять `if (index < n)`, прежде чем что-либо делать?