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NVIDIA Nsight Systems CUDA性能剖析实战

共计 30 章节

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学习目标 · 课程适用人群 · CUDA性能剖析的整体流程与工具链概…

课程导入学习目标

CUDA编程基础回顾

GPU架构 · 线程层次 · 内存层次

CUDA编程基础回顾

性能剖析核心概念

延迟 · 吞吐量 · 占用率

性能剖析核心概念延迟

Nsight Systems工具介绍

安装 · 版本选择 · 界面布局

首次性能剖析实战

使用Nsight Systems对一… · 识别CPU与GPU活动

首次性能剖析实战Nsight

时间线视图详解

理解CPU线程 · GPU流 · 内核执行

时间线视图详解CPU

CUDA内核剖析

分析内核启动参数 · 执行时长 · 占用率

CUDA内核剖析

内存操作分析

识别H2D/D2H拷贝 · 页面错误 · 统一内存迁移

内存操作分析H2D/D2H

流与并发分析

多流并发 · 事件同步 · 异步操作

并发分析多流并发

CPU与GPU交互分析

识别CPU等待 · GPU空闲 · 同步开销

性能瓶颈定位方法

通过时间线快速定位热点内核 · 长耗时操作 · 异常等待

性能瓶颈定位方法通过时间线快速定…

Nsight Systems命令行工具

使用nsys命令进行采集 · 导出 · 过滤

脚本化性能剖析

编写shell脚本批量运行nsys · 生成报告并提取关键性能指标

脚本化性能剖析shell

性能指标解读

理解Nsight Systems报告… · 如内核时间 · 内存吞吐

性能指标解读Nsight

与Nsight Compute的协同

了解Nsight Systems与N… · 结合使用进行深度内核分析

矩阵乘法优化——使用Nsight S… · 共享内存 · Tiling）的性能差异

案例实战1Nsight

归约（Reduction）性能剖析—… · 线程发散 · 内存访问模式对性能的影响

案例实战2Reduction

图像处理应用（如模糊 · 边缘检测）——剖析内存带宽瓶颈与优化…

案例实战3图像处理应用

深度学习推理中的CUDA内核——分析… · 全连接等算子的性能特征

案例实战4CUDA

科学计算模拟（如N体问题）——剖析计…

案例实战5科学计算模拟

常见性能问题与解决方案

低占用率 · 内存合并失败 · 负载不均衡

常见性能问题解决方案

优化策略实战

通过Nsight Systems验证… · 如增加并行度 · 减少同步

优化策略实战Nsight

多GPU应用剖析

分析多GPU间的数据传输 · 负载分配 · 通信瓶颈

GPU应用剖析

CUDA Graphs与Nsight Systems

分析图捕获 · 图执行的时间线 · 优化内核启动开销

性能剖析最佳实践

采样频率设置 · 时间范围选择 · 环境变量

性能剖析最佳实践采样频率设置

报告生成与可视化

导出HTML/CSV报告 · 使用外部工具（如Excel · Python）进行数据后处理

报告生成可视化

综合实战项目

给定一个真实CUDA应用 · 使用Nsight Systems完成… · 分析

综合实战项目CUDA

课程总结与进阶路径

回顾核心技能 · 介绍CUDA性能分析的高级主题（如R… · 性能计数器）

课程总结进阶路径

常见问题答疑

剖析工具使用中的常见错误 · 性能数据解读误区 · 优化失败原因排查

常见问题答疑剖析工具使用

完成一个综合性能剖析报告 · 包含问题定位 · 优化方案

结课考核完成一个综合性能…