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cuda编程：关于共享内存（shared memory）和存储体(bank)的事实和疑惑

2024-07-09 01:41:05   220人阅读


关于共享内存（shared memory）和存储体(bank)的事实和疑惑

主要是在研究访问共享内存会产生bank conflict时，自己产生的疑惑。对于这点疑惑，网上都没有相关描述，

不管是国内还是国外的网上资料。貌似大家都是当作一个事实，一个公理，而没有对其仔细研究。还是我自己才学疏浅，不知道某些知识。


比如下面这篇讲解bank conflict的文章。

http://cuda-programming.blogspot.com/2013/02/bank-conflicts-in-shared-memory-in-cuda.html

我这里重点不在bank conflict，而是主要讨论shared memory和 memory bank的对应关系。


文中有这么一段描述：


Example
Scenario
Let’ssay we have an array of size 256 of integer type in global memory and we have256 threads in a single Block, and we want to copy the array to shared memory.Therefore every thread copies one element.

shared_a[threadIdx.x] = global_a[threadIdx.x];

So, what u think, does it trap into bank conflict? (Before readinganswer, think first)

Ok Ok!!
First let’s assume your arrays are say for example of the type int (a 32-bit word). Your codesaves these ints into shared memory, acrossany half warp the Kth thread is saving to the Kth memory bank. Sofor example thread 0 of the first half warp will save to shared_a[0] which isin the first memory bank, thread 1 will save to shared_a[1], each half warp has16 threads these map to the 16 4byte banks. In the next half warp, the firstthread will now save its value into shared_a[16] which is in the first memory bankagain. So if you use a 4byte word such int, float etc, then this example willnot result in a bank conflict. 



翻译过来的意思大概是这样子。


有一个数组，元素类型为整型,个数为256，开始这个数组存储在全局内存里面。现在我们一个线程块里有256个线程，我们想把这个数组拷贝到共享内存。因此每个线程负责拷贝一个元素。

shared_a[threadIdx.x] = global_a[threadIdx.x];
想一下，这种访问是否会导致bank conflict呢？（看答案之前，先想想）

好的！

首先，我们假设你的数组元素是int类型的，占32位。你的代码把这些元素放进共享内存中，在任意一个half-warp，第k个线程刚好把元素放进第k个memory bank。

比如，第一个half warp中的线程0会放进shared_a[0]，她刚好在第一个memory bank中，线程1把放进shared_a[1]，每一个half warp有16个线程，刚好跟16个大小为4byte的bank对应。在下一个half warp中，第一个线程（线程0）会把值放进shared_a[16]，她刚好也是在第一个memory bank中。所以在这个例子中，如果你使用4byte的字，比如int，float等，最后是不会产生bank confict的。


好了，回到我的讨论。

从上面描述，我们知道一些事实。

假如一个线程块有一块共享内存 int shared_a[256]，该显卡设备的memory bank有16个。那么这块共享内存跟memory bank的对应关系是怎么样的？

例子说明一切，显然shared_a[0]在第1个bank中，shared_a[1]在第2个bank中，shared_a[15]在第16个bank中。

那么shared_a[16]呢？shared_a[17]呢？

根据文中的介绍，shared_a[16]在第1个bank中，shared_a[17]在第2个bank中。

规律是shared_a[index]在第（index%16+1）个bank中。


现在疑问来了，每一个bank的大小不是刚好为32位吗？（开普勒是64位）。

既然，shared_a[0]在第1个bank中，shared_a[0]已经是32位的了，那么shared_a[16]又是32位，放哪里？

shared_a[32]也是在第1个bank中，又放哪里？

一个bank怎么可以对应几个元素呢？


还是说bank只是缓存的地方，有其她地方存储，会自动切换的，类似缓存那样。

但是，貌似我没有找到任何资料有关这方面的解释。找了书，找了国内外的网上资料，都没有。


现在只好先记住这么一个事实了:shared_a[index]在第（index%16+1）个bank中。




本文作者:linger

本文链接：http://blog.csdn.net/lingerlanlan/article/details/32712749


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