GPU高級調試與優化培訓大綱
第一部分：在CUDA-GDB中理解CUDA
要點：CUDA簡要歷史，CUDA的C擴展，kernel函數，WARP，CUDA的線程組織，準備調試環境，單GPU調試和多GPU調試，遠程調試，nvcc，-G和-g選項，附加到已經運行的進程，啟用kernel初始斷點（break on launch），觀察源代碼和匯編指令，設置斷點，單步跟蹤，條件斷點，觀察CUDA的內建變量，PTX指令集，理解WARP、grid、block和thread，Grid-Stride Loops，觀察GPU線程，觀察GPU的調用棧，觀察GPU的寄存器，觀察錯誤信息，從GPU上打印信息
試驗1：編譯和觀察簡單的CUDA程序
編譯一個簡單的CUDA程序，使用CUDA SDK中的二進制工具觀察其內容，理解CUDA的編譯過程和程序文件格式
試驗2：改進和調試向量乘法程序
使用CUDA技術編寫一個做向量乘法的小程序，理解如何向kernel函數傳遞參數和傳回計算結果
試驗3：學習CUDA-GDB的基本用法
調試一個簡單CUDA程序，練習常用的CUDA-GDB擴展命令，理解CUDA編程的關鍵概念
第二部分：使用NSight調試CUDA程序
要點：NSight簡介，安裝和設置環境信息，CUDA 9.0.props，窗口布局，在VS中編譯CUDA程序，產生調試信息（-G），本地調試模型，NSight Monitor，設置斷點，觀察變量，在Cuda Info窗口中觀察計算狀態，WarpWatch，調用棧，源代碼跟蹤，PTX/SASS匯編調試，數據斷點，API Trace，OpenCL kernel追蹤，產生GPU轉儲（core dump），調優功能
試驗4：使用Visual Studio和NSight調試CUDA程序
在VS中編譯和調試一個典型的并行計算程序，熟悉NSight提供的常用調試功能，包括產生調試信息，建立調試會話，設置各種斷點，觀察源代碼和變量，單步跟蹤等
第三部分：顯存錐鑒
要點：系統架構，內存映射，PCI Aperture，GART，GTT，訪問主內存， UVA/ UMA ，Batch Buffer ，CUDA中的內存類型，內存共享，內存復制，使用本地共享內存（shared memory），使用 CUDA memory checker 檢查內存問題（越界訪問），使用Nsight的內存調優功能
第四部分：使用NSight調試圖形程序
要點：感受3D圖形魅力，從DX9到DX12，WDDM，UMD、KMD 和DX運行時，DRM，GEM和KMS，啟用DRM的調試功能，HLSL，DirectCompute 的遺憾，PIX，Intel GPA，HUD，HUD圖表，熱鍵，HUD控制界面，VS的圖形分析器（VSGA），Nsight的圖形調試
試驗5：使用NSight調試3D圖形程序
在VS中編譯和調試一個典型的3D程序，使用HUD功能觀察GPU工作細節，使用VSGA深入分析某一幀畫面的產生細節，認識DirectX軟件棧中的關鍵組件和執行過程
第五部分：NVidia GPU微架構
要點：G80，從SIMD到SIMT，warp，SM（Streaming Multiprocessors），Fermi微架構，PTX指令集，GigaThreads調度器，ECC支持，第三代SM，Kepler微架構，Hyper-Q，Grid Management Unit（GMU），SMX，動態并行，Maxwell微架構，SMM，指令緩存，WARP調度器，指令分發單元，Pascal微架構，伏特微架構，Tensor Core，軟件仿真（GPUSim）
第六部分：在 Code-Builder 中理解 OpenCL
要點： OpenCL版本，標準導讀，執行模型，運行時，OpenCL的執行硬件，CPU 模擬，SIMD，kernel 函數， Code-Builder簡介，離線編譯和在線編譯，ND Range ，啟動算核函數，使用Code-Builder的調試功能，觀察device信息，context ，對象樹，命令隊列，內建函數
第七部分：計算機視覺加速接口(OpenVX)和英特爾實現
要點：OpenVX簡介，框架對象，數據對象，圖（graph），節點，節點參數，執行模型，回掉，用戶kernel，常用功能的接口函數，Intel CV SDK，Vision Algorithm Designer（VAD），自動產生C++代碼，人臉檢測實力分析和演示
試驗6：使用Code-Builder調試人臉檢測程序
調試Intel CV SDK中的人臉檢測示例程序，練習常用的調試功能，理解OpenVX的工作原理
第八部分：英特爾GPU綜述
要點：Intel顯卡簡史，GEN架構，固定功能單元和通用計算單元（EU），EU結構，Slice 和 SubSlice，公開的編程手冊，寄存器，GRF和ARF，VLIW，GEN指令集，LINUX驅動，i915，SRB驅動，開源項目（Beignet，NEO，CM，IGC）
第九部分：使用 CUDA profiler 優化CUDA程序
要點：測量GPU的時間，nvprof，命令行選項，指定收集范圍，定義輸出目標，Visual Profiler基礎，配置遠程目標，導入數據，觀察時序圖，識別重要事件：CPU缺頁，GPU缺頁，數據遷移，內存復制；采樣視圖，分析熱點，源代碼和匯編結合分析，Profile API，定義別名，定制標記，創建調優會話
試驗7：使用nvprof和Visual Profiler優化CUDA程序
使用nvprof觀察CUDA程序的執行細節，收集性能數據，在Visual Profiler中進行深入分析
第十部分：使用GPUView分析CPU與GPU交互
要點：ETW基礎，log.cmd，收集事件，識別典型問題：GPU/CPU Starvation ，CPU/GPU Idle，線程切換，分析線程切換原因，實例演示
試驗8：使用GPUView觀察GPU的工作狀態
安裝GPUView，使用GPUView分析一個典型3D圖形程序，理解GPUView的常用功能
第十一部分：AMD GPU和HSA
要點：從ATI到AMD，HSA聯盟，公開的技術手冊，APU和GCN，GCN3解析，硬件架構，支持HSA的LINUX驅動，調試支持，軟件工具鏈：GpuOpen.com，Radeon GPU Analyzer (RGA)，使用GPU PerfStudio調試圖形程序，CodeXL簡介，使用CodeXL調試和優化OpenCL程序，CodeXL功能演示
第十二部分：ARM GPU
要點：Mali，典型應用，在深度學習中的應用（inference），Midgard 微架構解析，內部結構，通用計算執行單元，DS-5簡介， DS-5 編譯工具，DS-5調試器，Streamline性能分析工具，DS-5 IDE 介紹, 系統時域范圍的自下而上和自上而下分析方法，自定義標注，Log的圖形化顯示，OpenCL Kernel跟蹤, 找到代碼熱點，調用鏈分析，矩陣乘法的優化，ARM GPU軟件工具鏈，OpenVX實現，開源代碼解讀，實例演示：在Midgard GPU上調試OpenCL程序（使用OpenCL加速的人臉檢測應用）
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總部李老師