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GPU 同步性的思維轉變
AI024Lesson 6
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高性能運算中的根本轉變,是從以中央處理器(CPU)為中心的串行執行模型,轉向一種解耦的生產者-消費者模型。在這種模式下,中央處理器負責管理資料流,而圖形處理器(GPU)則獨立運作。核心認知是 圖形處理器(GPU)並非設計成嚴格同步的設備;若將其當作同步設備來操作,就會產生「停等」式的瓶頸。

1. 工作流程生命周期

在非同步的思維模式下,開發者不會等待每一項任務完成。相反地,他們會 配置 記憶體, 啟動 核函數,並 將結果複製回 透過將非阻塞請求放入硬體佇列中,完成操作。

CPU 啟動GPU 執行(非同步)CPU 其他任務

2. 突破卡頓

當主機被迫在每次操作後 同步 進行同步時,執行間隙——即中央處理器與圖形處理器之間的傳輸時間——便成為性能的主要影響因素。透過運用 非同步,中央處理器可持續工作,同時圖形處理器則處理其資料流,從而最大化硬體的飽和度。

$$\text{總時間} = \max(\text{CPU 工作量}, \text{GPU 工作量}) + \text{同步開銷}$$

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