GPU Kernel性能优化

伐谋赋能GPU计算体系,Kernel性能显著提升

场景背景

在大规模并行计算与深度学习推理场景中,GPU内核(Kernel)的性能优化是提升整体算力利用率和降低计算成本的关键环节。GPU通常包含数千个计算核心(CUDA Cores / Tensor Cores),通过线程块(Block)与线程(Thread)执行矩阵计算、卷积运算、归约等高密度任务。然而,Kernel的执行效率受到寄存器占用、内存访问模式、线程分歧、指令调度与访存带宽等多重因素影响。合理调度计算资源、优化访存路径、提升指令级并行度,才能最大化GPU利用率,实现计算系统的高吞吐与低延迟。

场景痛点

GPU Kernel 优化本质上是一个多层耦合的 NP-hard问题。其核心挑战在于如何在庞大的配置空间中同时优化线程划分、寄存器分配、访存调度与指令执行顺序,以实现计算与带宽的最优平衡。各层目标相互制约、搜索空间指数级增长,导致问题难以通过传统算法求解。

解决方案

伐谋将 GPU Kernel 优化从人工经验驱动转变为数据驱动与自动演化过程,利用大型语言模型的代码生成能力,针对不同算子与硬件特征自动生成多样化的 CUDA Kernel 实现方案。随后,在真实 GPU 环境中执行这些候选实现,收集运行时性能指标(如延迟、带宽利用率与并行效率等)。通过性能反馈机制,伐谋对生成策略进行迭代优化,形成“生成—评估—演化”的自适应优化闭环。随着测试与迭代的持续推进,系统逐步演化出更具针对性与高效性的 Kernel。

产品效果

  • 效果上:延迟显著下降,模型整体吞吐率提高
  • 业务上:减少人工试错与参数调节工作量,加速模型部署与系统性能迭代