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全额支付CUDA数学库（cuBLAS， cuFFT， cuRAND）高性能计算实

共计 30 章节
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01
课程导论与学习路径
掌握CUDA数学库的定位 · 应用场景 · 课程目标与学习方法
课程导论学习路径
02
CUDA编程基础回顾
复习GPU架构 · 线程层次 · 内存模型
CUDA编程基础回顾
03
开发环境搭建与工具链
配置CUDA Toolkit · 编译器 · 调试器（Nsight）
开发环境搭建工具链
04
cuBLAS核心概念与API结构
理解cuBLAS句柄 · 数据类型 · 操作符（gemm
cuBLASAPI
05
cuBLAS矩阵乘法实战
实现SGEMM/DGEMM · 掌握矩阵尺寸 · 转置
cuBLAS矩阵乘法实战
06
cuBLAS高级操作
批量矩阵乘法（Batched GEM… · Strided Batched GE… · 混合精度（FP16/BF16）及Te…
cuBLAS高级操作
07
cuBLAS性能优化技巧
内存对齐 · 共享内存与寄存器优化 · 流与多流并发
cuBLAS性能优化技巧
08
cuBLAS常见错误与调试
解析常见错误码（CUBLAS_STA… · 内存越界 · 句柄泄漏
cuBLAS常见错误
09
cuFFT基础与一维变换
理解FFT原理 · cuFFT计划（Plan）创建与执行 · 复数/实数变换
cuFFT一维变换
10
cuFFT多维变换与批量处理
二维/三维FFT · 批量变换（Batch） · 跨步与嵌入式布局
cuFFT多维变换
11
cuFFT性能优化与工作区
利用工作区（Work Area）提升… · 选择最优算法（CUFFT_C2C/R… · 多GPU执行与流并发
cuFFT性能优化
12
cuFFT实战案例
信号滤波 · 图像卷积 · 频谱分析
cuFFT实战案例
13
cuFFT常见问题与调试
计划重用 · 内存对齐 · 尺寸限制（质因数分解）
cuFFT常见问题
14
cuRAND基础与随机数生成
理解cuRAND库 · 生成器类型（伪随机/准随机） · 分布（均匀
cuRAND随机数生成
15
cuRAND高级特性
多流生成 · 多GPU生成 · 自定义分布
cuRAND高级特性
16
cuRAND性能优化与内存管理
批量生成 · 减少API调用开销 · 使用设备端API（curandGen…
cuRAND性能优化
17
cuRAND实战案例
蒙特卡洛π计算 · 期权定价 · 随机矩阵生成
cuRAND实战案例
18
cuRAND常见错误与调试
生成器状态错误 · 内存不足 · 分布参数错误
cuRAND常见错误
19
多库协同编程
在同一个CUDA程序中集成cuBLA… · cuFFT · cuRAND
多库协同编程CUDA
20
高性能计算中的数学库设计模式
模块化封装 · 错误处理策略 · 日志与性能监控
高性能计算数学库设计模式
21
性能分析工具实战
使用Nsight Systems和N… · 分析内存吞吐 · 计算利用率
性能分析工具实战Nsight
22
优化案例
矩阵乘法与FFT联合优化 · 将cuBLAS与cuFFT结合 · 优化整体流水线
优化案例FFT
23
混合精度与低精度计算
利用Tensor Core和FP16… · 理解精度损失与误差控制 · 结合cuRAND生成低精度数据
混合精度低精度计算
24
多GPU与分布式计算
使用CUDA-aware MPI或N… · 在多个GPU上分布cuBLAS/cu… · 实现大规模并行
GPU分布式计算
25
持久化内核与CUDA Graphs
利用CUDA Graphs捕获数学库… · 减少启动开销 · 提升短小计算任务的性能
CUDAGraphs
26
真实项目实战
分子动力学模拟中的力计算（cuBLA… · 信号处理系统（cuFFT） · 金融风险模拟（cuRAND）
真实项目实战cuBLA
27
常见性能陷阱与规避
内存拷贝开销 · 同步点过多 · 库调用频繁
常见性能陷阱规避
28
调试与验证方法
数值正确性验证（与CPU结果对比） · 单元测试框架（Catch2/Goog… · 随机测试与回归测试
调试验证方法
29
课程总结与知识体系梳理
回顾三大库的核心API · 优化技巧 · 协同模式
课程总结知识体系梳理
30
综合项目与进阶学习
设计一个综合HPC应用（如实时雷达信… · 整合所有库 · 并给出性能报告与优化建议
综合项目进阶学习