4.1Reduction模型
1. Reduction
Reduction是一种广泛使用的计算模型,特别是在并行计算领域。简单地来说,Reduction就是一系列的划分(Partition)和汇总(Summarize)操作的集合:对输入数据分块,对每一个分块汇总,然后再将汇总后的数据视为新的输入数据,重复分块和汇总,直到得到最终结果,可以想象为一个倒置的树。Google和Hadoop的Map/Reduce中的Reduce计算就是一个很好的例子。
Reduction模型满足联合性和交换性:联合性:(a + b) + c = a + (b + c),交换性:a + b = b + c。换言之,Reduction模型对输入数据的顺序没有特定的要求。模型满足这两个性质,则里面的算符也必须满足这两个性质。常见的Reduction算符,也可以说是Reduction操作,包括了Max,Min,Sum,Product等,用户也可以自定义算符,但一定要注意,自定义的算符首先需要满足上述两个性质,其次需要定义单位值(Identity Value)。单位值是指一种特殊的值,它的存在对计算结果没有影响,比如,对Sum计算,0就是单位值。单位值常常被用来填充数据,使得数据长度为2的幂方值或某一特定值的整数倍。
一个Max算符的Reduction树如下图所示:
2. Reduction树的性能考虑
这里以一个求向量元素之和的计算任务为例来说明如何提高Reduction模型的性能。
向量求和可以如下图表示:
显而易见,这个过程包含了O(llogN)步,一共有O(N)的算符操作,每一步都会让活动的线程数减半。
现在来考虑性能。假设一个Warp大小为2个Thread(仅仅是假设,大多数情况下Warp大小为32T),那么一共需要2个Warp。在STEP1时,所有的4个Thread都处于活动状态,而到了STEP2,就只有T0和T2处于活动状态。但是,前面有提到过,Warp是调度的最小单位,所以,只要在Warp中有任何的活动线程,整个Warp就处于活动状态,其中的非活动状态的线程仍然会占用计算资源。因此,在STEP2时,尽管只有2个活动线程,但是仍然会占用4个线程的计算开销。
通过改变Reduction树计算方式可以解决这个问题。注意到上面的计算中,随着计算步骤增加,待计算的两个数据之间的距离是增加的。比如STEP1中3+1=4,3和1间距离为1,而STEP2中4+7=11,4和7间的距离为2。活动线程间的距离是数据距离的2倍,在它们之间是非活动线程。这样在计算中间过程中总有活动线程被非活动线程所分隔,就总会有多余1个的Warp同时包含了活动和非活动线程。
现在将上面的计算步骤反过来,先从距离为4的数据开始计算,即STEP1中T0会计算3+4=7而不是3+1=4。可以验证,这样的计算步骤所有的活动线程都集中在前部,所有的非活动线程都在后部。因此,至多只会有1个Warp同时包含了活动和非活动线程。
从上述例子可以看出,尽管Reduction模型对数据顺序没有要求,不同的计算顺序对性能是有影响的。
3. 代码示例
// just the kernel function void sumOfVec(float *input) { // take advantage of shared memory to speed up calculation // each thread take 2 elements from input to shared memory __shared__ float partialSum[ * BLOCK_SIZE]
int t = threadIdx.x;
int start = * blockIdx.x * blockDim.x;
partialSum[t] = input[start + t];
partialSum[t + blockDim.x] = input[start + t + blockDim.x]; // reduction begin
for (int i = blockDim.x; i > ; i /= ) {
__syncthreads();
if (t < i) {
partialSum[t] = partialSum[t + i];
}
}
}
4.1Reduction模型的更多相关文章
- CUDA 进阶学习
CUDA基本概念 CUDA网格限制 1.2CPU和GPU的设计区别 2.1CUDA-Thread 2.2CUDA-Memory(存储)和bank-conflict 2.3CUDA矩阵乘法 3.1 全局 ...
- ASP.NET MVC with Entity Framework and CSS一书翻译系列文章之第二章:利用模型类创建视图、控制器和数据库
在这一章中,我们将直接进入项目,并且为产品和分类添加一些基本的模型类.我们将在Entity Framework的代码优先模式下,利用这些模型类创建一个数据库.我们还将学习如何在代码中创建数据库上下文类 ...
- ASP.NET Core MVC/WebAPi 模型绑定探索
前言 相信一直关注我的园友都知道,我写的博文都没有特别枯燥理论性的东西,主要是当每开启一门新的技术之旅时,刚开始就直接去看底层实现原理,第一会感觉索然无味,第二也不明白到底为何要这样做,所以只有当你用 ...
- ASP.NET路由模型解析
大家好,我又来吹牛逼了 ~-_-~ 转载请注明出处:来自吹牛逼之<ASP.NET路由模型解析> 背景:很多人知道Asp.Net中路由怎么用的,却不知道路由模型内部的运行原理,今天我就给大家 ...
- 高性能IO模型浅析
高性能IO模型浅析 服务器端编程经常需要构造高性能的IO模型,常见的IO模型有四种: (1)同步阻塞IO(Blocking IO):即传统的IO模型. (2)同步非阻塞IO(Non-blocking ...
- 探索ASP.NET MVC5系列之~~~4.模型篇---包含模型常用特性和过度提交防御
其实任何资料里面的任何知识点都无所谓,都是不重要的,重要的是学习方法,自行摸索的过程(不妥之处欢迎指正) 汇总:http://www.cnblogs.com/dunitian/p/4822808.ht ...
- 隐马尔科夫模型python实现简单拼音输入法
在网上看到一篇关于隐马尔科夫模型的介绍,觉得简直不能再神奇,又在网上找到大神的一篇关于如何用隐马尔可夫模型实现中文拼音输入的博客,无奈大神没给可以运行的代码,只能纯手动网上找到了结巴分词的词库,根据此 ...
- webapi - 模型验证
本次要和大家分享的是webapi的模型验证,讲解的内容可能不单单是做验证,但都是围绕模型来说明的:首先来吐槽下,今天下午老板为自己买了套新办公家具,看起来挺好说明老板有钱,不好的是我们干技术的又成了搬 ...
- 谈谈一些有趣的CSS题目(二)-- 从条纹边框的实现谈盒子模型
开本系列,讨论一些有趣的 CSS 题目,抛开实用性而言,一些题目为了拓宽一下解决问题的思路,此外,涉及一些容易忽视的 CSS 细节. 解题不考虑兼容性,题目天马行空,想到什么说什么,如果解题中有你感觉 ...
随机推荐
- PAT-乙级-1036. 跟奥巴马一起编程(15)
1036. 跟奥巴马一起编程(15) 时间限制 400 ms 内存限制 65536 kB 代码长度限制 8000 B 判题程序 Standard 作者 CHEN, Yue 美国总统奥巴马不仅呼吁所有人 ...
- jsp request.getParameterValues获取数组值代码示例
tt.jsp <form action="tt2.jsp" method="POST"> <select name="two&quo ...
- PHP 7 值得期待的新特性(下)
这是我们期待已久的 PHP 7 系列文章的第二篇.点此阅读 第一篇本文系 OneAPM 工程师编译整理. 也许你已经知道,重头戏 PHP 7 的发布将在今年到来!现在,让我们来了解一下,新版本有哪些新 ...
- POJ 3252 Round Numbers(数位dp)
题意:给定区间[l,r],l < r ,求区间中满足条件的正整数的个数:二进制表示下0的个数不少于1的个数. 分析:f(x)表示<=x时满足条件的数的个数,所求问题即为f(r)-f(l-1 ...
- maven更新总结与tomcat发布方法总结
这些天来一直为不能直接把项目实时的发布到tomcat而费心思,项目使用了maven来组织,编译和运行,而maven插件的安装曾经有些问题,为此怀疑不能发布项目到tomcat是因为maven有问题,为些 ...
- 91. Decode Ways
题目: A message containing letters from A-Z is being encoded to numbers using the following mapping: ' ...
- SGU 101 修改
感谢这里. test4确实是个不连通的case,奇怪的是我用check函数跟if (check() == false)来判断这个case,当不连通时就死循环,得到的结果是不一样的,前者得到WA,后者得 ...
- js监听输入框值的即时变化onpropertychange、oninput
js监听输入框值的即时变化onpropertychange.oninput 很多情况下我们都会即时监听输入框值的变化,以便作出即时动作去引导浏览者增强网站的用户体验感. // // 要达到的效果 ...
- 【转】Android设计中的.9.png
来源:http://isux.tencent.com/android-ui-9-png.html Android设计中的.9.png 注意:当使用9.png做TextView背景时,一定要设置内容区域 ...
- WinAPI——SetWindowsHookEx设置钩子说明
提示: 如果要设置系统级钩子, 钩子函数必须在 DLL 中. SetWindowsHookEx( idHook: Integer; {钩子类型} lpfn: TFNHookProc; {函数 ...