1.TVM源语-Compute篇
2.ONNX-Runtime一本通:综述&使用&源码分析(持续更新)
3.极智开发 | 解读英伟达软件生态 一切的基础CUDA
TVM源语-Compute篇
本文探讨TVM源码中的计算相关(primitives)模块,深入讲解如何在非神经网络场景下,如基于张量的密集计算中,通过TVM的原生指令实现算法。通过分解计算与调度,TVM提供了一种灵活高效的半导体源码并行计算框架。本文将首先通过向量相加(Vector Addition)实例,展示如何将算法数学表达式转化为TVM指令,实现输出矩阵的生成。接着,以矩阵乘法(GEMM)为例,说明TVM如何通过三层for循环来处理矩阵操作,并引入te.compute和te.reduce_axis等关键指令。进一步,通过简化卷积实现,解释了如何使用TVM DSL(数据描述语言)来处理多通道输入和输出特征图的卷积操作。最后,文章总结了TVM DSL的使用方式,强调其功能性编程风格,以及lambda表达式和reduce_axis在隐藏for循环细节、52个spring源码增强算法理解与优化后端性能方面的优势。
在向量相加(Vector Addition)部分,我们定义数组长度n,两个数组A和B,通过lambda表达式将每个元素相加,存储到数组C中。TVM的te.compute指令用于指定输出结果的形状,lambda表达式则对应于循环逻辑,create_schedule构建出计算流程。利用tvm.lower将生成的schedule映射至IR(中间表示)上,展示与常规C代码相似的流程。
矩阵乘法(GEMM)示例中,我们定义了矩阵A、B和C的维度,通过三层for循环实现矩阵乘法和加法。引入te.reduce_axis指令以优化循环结构,展示矩阵乘法运算的关键步骤和优化潜力。进一步,通过简化卷积实现,unix源码剖析pdf我们深入探讨了如何处理单通道输入图像和滤波器的卷积运算,解释了补零操作和使用te.compute处理多输入的实现方式。最终,总结了TVM DSL在表达计算逻辑、隐藏低级循环细节、优化算法性能方面的优势,以及其功能性编程风格对理解与优化算法带来的便利。
ONNX-Runtime一本通:综述&使用&源码分析(持续更新)
ONNX-Runtime详解:架构概览、实践与源码解析
ONNX-Runtime作为异构模型运行框架,其核心机制是先对原始ONNX模型进行硬件无关的图优化,之后根据支持的硬件选择相应的算子库,将模型分解为子模型并发在各个平台执行。它提供同步模式的计算支持,暂不包括异步模式。ORT(onnx-runtime缩写)是主要组件,包含了图优化(graph transformer)、执行提供者(EP)等关键模块。
EP是执行提供者,它封装了硬件特有的挂神软件源码内存管理和算子库,可能只支持部分ONNX算子,但ORT的CPU默认支持所有。ORT统一定义了tensor,但EP可有自定义,需提供转换接口。每个推理会话的run接口支持多线程,要求kernel的compute函数是并发友好的。
ORT具有后向兼容性,能运行旧版本ONNX模型,并支持跨平台运行,包括Windows、Linux、macOS、iOS和Android。安装和性能优化是实际应用中的重要步骤。
源码分析深入到ORT的核心模块,如框架(内存管理、tensor定义等)、图结构(构建、南方卫视直播源码排序与修改)、优化器(包括RewriteRule和GraphTransformer),以及平台相关的功能如线程管理、文件操作等。Session是推理流程的管理核心,构造函数初始化模型和线程池,load负责模型反序列化,initialize则进行图优化和准备工作。
ORT中的执行提供者(EP)包括自定义实现和第三方库支持,如TensorRT、CoreML和SNPE。其中,ORT与CoreML和TensorRT的集成通过在线编译,将ONNX模型传递给这些框架进行计算。ORT通过统一的接口管理元框架之上的算子库,但是否支持异构运算(如SNPE与CPU库的混合)仍有待探讨。
总结来说,ONNX-Runtime处理多种模型格式,包括原始ONNX和优化过的ORT模型,以适应多平台和多设备需求。它通过复杂的架构和优化技术,构建了可扩展且高效的推理软件栈,展示了flatbuffer在性能和体积方面的优势。
附录:深入探讨ORT源码编译过程的细节。
极智开发 | 解读英伟达软件生态 一切的基础CUDA
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大家好,我是极智视界,本文来介绍一下 解读英伟达软件生态 一切的基础CUDA。
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CUDA,全称为 Compute Unified Device Architecture,是英伟达于 年推出的一个平行计算平台和应用编程接口 API 模型。CUDA 之于英伟达的重要性主要体现在下面几个方面:
所以,解读英伟达软件生态,必须要从 CUDA 说起。虽然 CUDA 再往下还有如 PTX 的指令集加速层级,但是PTX 的普及程度其实并不高,甚至可能很多朋友都没听说过 PTX,其实也算正常,因为基本上的 N 卡开发者,根本没必要接触到 PTX,把 CUDA 学好就足够够的了。
把 CUDA 作为标杆,似乎是很多 AI 芯片厂商 "共同的做法",比较有代表性的是升腾的 Ascend C、寒武纪的 Bang C,但是其实这几个之间有相似但又有不相似的地方。相似的地方在于不管是升腾还是寒武纪都想提供一套类似 CUDA 的可以充分调用自己 NPU 硬件加速的对外接口,提高客制化的灵活性。不相似的地方一方面在于我们是在学人家,很多接口其实是为了贴近 CUDA 的接口而进行的高级封装,毕竟大部分开发者其实已经形成了 CUDA 的开发习惯,这个时候让大家切换起来更加顺手的做法就是 "模仿",而要做这种程度的 "模仿" 势必要协调好硬件架构和软件接口的映射;不相似的另外一方面体现在软件生态的层次清晰度,这个拿升腾来专门说,升腾 Ascend C 的发布时间在 年 5 月 6 日,而反观英伟达 CUDA 的发布时间是 年。什么意思呢,很明显可以看到英伟达的软件生态是以 CUDA 为基础然后层层往上叠的,而升腾是先有了 CANN,先有了 MindSpore 这些 "高层建筑",然后往下才有了 Ascend C,这种软件生态的层次结构就没有那么清晰,当然这种说法也只是基于时间上的,这并不影响它在空间上还是具备不错的软件生态层次结构。
再回到 CUDA 本身,需要清楚的一点是,CUDA 其实一开始主要是面向优化计算密集型计算 (Compute-Bound),因为不管是最开始的通用科学计算还是后来的以 CNN 为主流的深度学习计算都是计算密集型,但是后来 Transformer 又逐渐流行,所以 CUDA 也是不断在 "与时俱进" 在做平衡、做兼顾,比如在 A 开始,CUDA 新增了从 L1 Cache 到 HBM Global Memory 数据直接异步拷贝的指令,其实也是在丰富自身对于访存密集型计算 (Memory-Bound) 的优化。
我之前写过挺多关于 CUDA 的分享,罗列一些,
CUDA 是一种硬件强相关的编程模型,要掌握好 CUDA,需要先看懂 GPU 硬件架构,从而映射到 CUDA 内存模型、线程模型上,这点跟 C 语言、跟 C++ 这类 "高级" 编程语言就很不一样,所以很多朋友会觉得 CUDA C 比较难写,特别是要写出高性能的 CUDA C,比较难。确实,这是事实,特别是对于写出高性能的 CUDA C,会涉及资源的高效调度,比如 Shared Memory、L1 Cache 等的调度;会涉及适应硬件架构超参的配置,比如 Thread、Block、Grid 等的配置。
总之,对于 CUDA 的深入学习,是一门 "稳挣不亏" 的 "买卖",原因不再过多赘述,主要体现在它的重要性上。
好了,以上分享了 解读英伟达软件生态 一切的基础CUDA,希望我的分享能对你的学习有一点帮助。
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